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环保行业周报:VOCs监测市场有望集中释放

日期: 2016-08-08
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“十二五”期间,涂料年产量从1079.51万吨增至1717.6万吨,增长1.59倍,年平均增长为14.78%;五年里涂料年利润增长了1.68倍,是产量增长的1.07倍,说明中高档涂料产品比例增加较多,也反映整个行业运行情况较好。涂料产品结构中,高固体分、辐射固化、水性、粉末等环境友好型涂料在改革开放以来的36年里(1978-2014),在涂料总产量中占比每年约增加1.2%,“十二五”期间,每年约增长2%,进步明显。但和先进国家相比较仍有较大差距。如涂料产量排在我国之后2~4位的美、日、德三国,其环境友好型涂料在涂料中占比分别约为70%、65%和80%,我国环境友好型涂料在涂料总产量中占比只在50%左右,要达到国际先进水平,仍要作艰苦努力。


减排VOCs法律法规趋严

据估计涂料涂装行业挥发性有机化合物(VOCs)排放量占整个工业源的20%以上,约占VOCs总排放源的12%;北京市的估测,VOCs对本市PM2.5贡献率在16%左右。2014年,我国涂料总产量1648万吨中,含45%以上有机溶剂在涂料涂装过程中挥发至大气中,会造成污染,并浪费大量资源。毫无疑问,涂料涂装是VOCs防控的重点行业之一。

VOCs定义在国际上有不同的表述,我国在有关国标中采用的VOCs定义:在101.3kPa标准大气压下,任何初沸点低于或等于250℃的有机化合物。VOCs多达几千种,常见的有烷烃类(芳烃、脂肪烃)、酯类、醚类、醇类、腈类、卤代烃、醛酮类、酰胺类及聚合用单体如氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯、二异氰酸酯(TDI)等。这些溶剂在涂料制造与涂装中大部分能涉及到。溶剂型涂料中有机溶剂用量占涂料总量将近一半,业内减排VOCs任务较重。其中有毒有害溶剂不少,有致癌风险的乙二醇醚及酯,行业内已限用和代用;但毒害性较大的苯类溶剂,目前仍在大量使用,代用的任务不轻。取代那些有毒有害的溶剂是摆在限制VOCs排放的首位。

近年来,限制VOCs的法规、标准连续出台。2015年1月26日国家财政部、国家税务总局联合发文(财税〔2015〕16号):“关于对电池、涂料征收消费税的通知”,将电池、涂料列入消费税征收范围,在生产、委托加工和进口环节征收,适用税率均为4%。对施工状态下VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税。换言之,涂料固体分要在65%左右才能免征消费税,一般涂料出厂的固体分是50%左右,提高涂料固体分难度不小。

北京、上海、广州、深圳、天津等地方开征涂料涂装工艺中的排污费,要从涂料生产和应用整个过程中控制VOCs排放。经过一定时期,可能要由有关国家部委在全国颁布征收涂料涂装工艺中排污费的法规,将会给涂料涂装行业带来更新的压力。

国内大多数涂料缺少VOCs限值标准,已有标准与发达国家相比也较为宽松。“十三五”期间国家将颁布《涂料工业大气污染物排放标准》,将规定涂料工业企业及涂装行业生产设施的空气污染物排放限值、监测和监督管理要求。


工业涂料涂装降VOCs有潜可挖

为制订《涂料工业大气污染物排放标准》,2013年,国家环保部开展“工业涂装污染源挥发性有机物(VOCs)排放特征及防治对策研究”,牵头单位是环保部环境规划院,中国涂料工业协会、中科院生态环境研究中心、北京市环保科学研究院、中日友好环保中心等4个单位协作,2014~2016年完成项目任务。项目研究目标为:掌握涂料产品与涂装行业VOCs排放及控制现状,建立涂料产品与涂装行业VOCs排放量估算方法,编制适合我国国情的涂料产品与涂装行业VOCs排放控制技术指南,并提出控制政策建议,作为制订相关标准提供依据。

汽车、木器、船舶、钢结构、工程机械、集装箱、卷材等七大重点工业涂装行业,其使用涂料总量占比26.3%,占溶剂型涂料50%以上,其VOCs产生量约占整个涂料涂装排放的近40%。其VOCs排放和排污管控情况在整个工业涂料涂装行业中具有代表性。

上述7个工业涂装部门的VOCs排放在管控上分为三类:第一类是以汽车涂装为代表,对涂装中产生VOCs可以回收,并且多数企业采取了防控措施;第二类以木器涂装为代表,涂装中产生的VOCs可以收集和有效防控,但多数有关企业并未实施,产生的VOCs多是无组织排放;第三类以钢结构涂装为代表,是敞开式、甚至是在露天下施工,产生的VOCs无组织排放。

按国家环保部要求,在“十三五”期间,拟提出建议,在2015年基础上,七大重点工业涂装均应实施VOCs综合治理。其中,汽车制造企业的VOCs综合减排率达到80%以上;集装箱、卷材制造企业达到70%以上;家具、工程机械制造企业达到60%以上;船舶制造企业达到50%以上;钢结构企业达到40%以上。要达到这些指标,各有关行业必须要作较大努力。


从源头抓起——发展环境友好型品种

控制涂料涂装中VOCs排放的系列法规和标准的出台,倒逼涂料生产企业要大力发展水性、高固体分、粉末和辐射固化等环境友好型涂料。根据报道,常规溶剂型涂料,VOCs含量高达560g/L;固体分72%以上的高固体分底漆VOCs为214~260g/L;固体分34%的水性涂料的VOCs是105g/L。相比之下,水性涂料对降低VOCs效率高。

但水性涂料在施工时受环境相对湿度、温度影响大,相对湿度高或温度低,涂膜干燥慢,往往要加吹热风或低温闪蒸炉,这要增加工序和多耗能。溶剂型高固体分涂料降低VOCs效率虽然比水性涂料低,但施工中没有水性涂料存在的不足。这要根据不同使用要求选用。辐射固化使用较多是紫外光(UV)固化,传统的典型UV固化涂料是接近无溶剂的,但现市场上有些UV固化涂料中使用大量有机溶剂,与普通溶剂型涂料没有多大区别,属非环境友好型涂料。国内正在发展的水性UV固化涂料是新型的环境友好型涂料,值得重视。


涂装工艺减排应综合考虑

减排和节能并重。国内主要乘用车自主品牌新建涂装线普遍采用水性涂料3C2B(三涂二烘)工艺、水性涂料3C1B(三涂一烘)工艺、水性涂料免中涂工艺,新建涂装线普遍开始采用全机器人外板喷涂工艺,并逐步开始使用全机器人内板喷涂工艺,新建涂装线涂装中VOCs排放指标可以达到欧盟有些国家规定的<35g/m2的指标。

2012年国内有的合资汽车公司开始应用高固体分涂料3C1B工艺,VOCs可达标排放(20~35g/m2)。同时产生的二氧化碳减少34%,节约投资、减少能耗及降低运行成本可达到30%。该工艺称为精益环境友好型涂装工艺,固体分还可提高。所用高固体分涂料有氨基聚酯和氨基丙烯酸。试验证实,当溶剂型涂料施工固体分达到45%时,其VOCs排放量和水性涂料VOCs排放量相当,并能同时节能。国内汽车高固体分涂料涂装的固体分要求提高到60%以上,可以进一步降低VOCs排放。减排VOCs和综合利用结合。非密闭涂装的企业积极采用环境友好型涂料以减排VOCs;能在密闭环境下施工的企业,挥发的溶剂进行回收利用。有一定规模的卷材涂装,排放的有机溶剂集中回收焚烧,产生的热量用于固化涂膜,是一种综合利用资源的工艺。

迎接第二次全国污染源普查。国务院日前印发《关于开展第二次全国污染源普查的通知》,决定于2017年开展第二次全国污染源普查。普查对象是中华人民共和国境内有污染源的单位和个体经营户。在第一次全国污染源普查时,2007~2009年,中国涂料工业协会承担了“涂料、无机颜料产排污系数核算子项目”,并较好地完成了任务,笔者参加了完成项目的全过程。即将开始的第二次全国污染源普查,涂料生产企业与涂装企业仍是普查对象,对涂料涂装中VOCs排放及治理将带来新的动力。

 

 

原文来源:中国化工信息周刊      作者:刘国杰


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