探究船舶涂装方面的VOCs现状及治理措施

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摘 要：船舶行业VOCs处理现状，对VOCs净化处理工艺进行了探讨，分析了挥发性有机废气净化工艺手段，根据船舶涂装VOCs的处理现状与工艺手段，重点分析船舶涂装方面的有机废气净化处理设施、船舶VOCs排放工艺，活性炭吸附+催化燃烧方式等方式手段。

关键词：船舶涂装;有机废气净化;船舶VOCs排放工艺

中图分类号：U671            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）09-0079-03

船舶涂装上较为关键的工艺手段，在施工过程中会产生大量的VOCs，造成了较为严重的污染与影响。现阶段，在船舶分段、码头、船台、船坞涂装等方面，均会产生不同程度的VOCs。VOCs主要成分就是甲苯、二甲苯等。

1 船舶行业VOCs处理现状与特点

在船舶的型钢及钢板的预处理中，通常是采用流水线方法进行作业、控制。而分段的涂装是在车间里施工，是有组织的排放区域模式。而在码头、船台等涂装，其施工空间是开放的，属于无组织的排放区域。

然而，在船舶涂装的VOCs处理方面，仍存在很多问题：

首先，涂装车间空间大，而且在设备处理时，过程中风量较大，一般状况之下风量为每小时100000m3/h左右;第二，涂装中产生的VOCs浓度会受到实际状况的影响而出现不同程度的波动状态，常规状况之下晚上3点～7点进行喷漆施工，3～5小时之后油漆固化，整个作业时間在一天的时间内，喷涂总体浓度1000mg/m3;固化的时间减少，总体的废弃浓度所噸的是递减的情况;第三，涂装作业过程中，具有较为显著的间歇性的特征，在过程中间隔时间约在1～2天左右。对此，在行业中并没有成熟、精细的末端处理方案可以提供参考与借鉴。

2 船舶涂装方面的有机废气净化处理设施

2.1有机废气预处理技术

2.1.1湿式净化法

湿式净化法是一种相似相溶的基础性原理，通过利用溶剂吸收原理、化学吸收为基础，实现对喷漆废气中油漆的净化以及吸收处理。在实践中常用的湿净化方式主要可以分为水帘净化、无泵水幕净化、水旋净化、文丘里净化方式。而在不同的净化方式其在性能、效率以及维护等各个领域均存在一定的不同与差异性，在整体上来说效果显著。但是在应用过程中要配合应用化学絮凝剂。

2.1.2干式净化方式

通过滤层阻留在喷漆废气中存在的颗粒物以及漆雾，常用的原料有玻璃纤维棉、炉渣等等，可以有效的去除大部分的漆雾。此种方式五污染，也不会产生废水，但是锅炉不彻底，可以吸收少量的有机物，很容易出现堵塞等问题。

2.2 净化处理有机废气

漆雾处理之后，喷涂废气含有挥发性的一些有机物质，主要处理技术是新型以及传统的净化技术。

2.2.1传统净化技术

2.2.1.1吸附法

吸附法是较为典型的传统净化技术手段。将有机废气利用有机废气装满吸附剂填充床，达到减少、降低空气污染的效果。在应用过程中要合理的选择吸附剂，通过高性能的吸附剂可以提升吸附的容量，保障其吸附的均匀性，具有良好的易再生的优势。不同吸附工艺装置有着不同的优缺点，其具体如表1。

含有VOCs喷漆废气引入到特定的吸附区域中，利用与吸附剂的接触，通过热空气、高温蒸汽间的接触，与气体一起流出了，而吸附剂则会再生。通过冷却区开展降温处理，做好下一次吸附准备。如图1所示。

2.2.1.2吸收法

运用喷漆废气VOCs气体，其特点是高溶解性的，是通过高沸点和低蒸汽压油溶解性吸收净化的净化方式。吸收法主要可以分为物理与化学吸收两种形式。物理吸收是较为常见技术手段。

2.2.1.3燃烧法

燃烧法就是氧化VOCs的方式，将其转化为没有害的特点，实现废气的净化效果。燃烧法分成直接、催化、势力、蓄热燃烧的方法。

2.2.1.4冷凝法

冷凝回收法是一种将有机废气导入到冷凝器中，通过在VOCs不同的温度下，产生的蒸汽分压也是不一样的，把VOCs一步一步冷凝转成为液态的回收方法。

不同传统净化技术有着不同的优点与缺点，其对比如表2。

2.2.2新型的净化技术

2.2.2.1沸石转轮+蓄热式氧化炉（RTO）

这一工艺通过沸石转轮吸附区中，存在着VOCs，而在常温下，对其开展净化的处理，可直接在大气中做好排放的处理，运用转轮、转动做好处理，在将其代入到脱附区域中，通过吸附—脱附—浓缩进行处理，在转轮旋转中，可以实现气体间脱附、转轮二次处理。在通过浓缩处理气体，进入至RTO，通过燃烧，可分解为二氧化碳、水。

2.2.2.2颗粒活性炭吸附+热氮气脱附+冷凝回收

这一项工艺，把含有VOCs废气，通过颗粒性的活性碳做好净化处理，在大气中可以直接做好排放，在吸附到一定程度上，通过热氮气进行脱附处理，通过冷凝回收，VOCs则提供液态的形式存储回收。

2.2.2.3低温等离子法

通过介质阻挡放电技术而产生的一种低温等离子体利用活性粒子对工业废气进行处理，进而激活、裂解工业废气中的各式组分，开展分解和氧化的复杂化学的反应，实现VOCs的无毒化、低毒化处理。

2.2.2.4光催化氧化法

光催化氧化法处理有机废气，是现阶段一种新型的技术手段。主要就是在光的作用之下产生化学反应，可以将在废气中的有害物质转化为无害的化学物，可以有效地降低有机物废气污染性，在实践中选择合适催化剂的状况之下，可以达到70%～80%，效果显著。

2.3活性炭吸附+催化燃烧技术

在现阶段的工业应用中，活性炭吸附+催化燃烧是一种较为有效的技术手段，此种手段工艺成熟、结构较为简单，相对较为安全，但是在实践中运行成本相对较高。如图2所示。

活性炭吸附+催化燃烧一体化设备在船舶有机废气处理中可以提升处理效率与质量。通过活性炭吸附以及催化燃烧脱附两个基本原理为基础，利用活性炭对废气实现物理性吸附，这样可以有效的降低有机废气的浓度，在活性炭达到饱和状态的时候，通过热气流冲刷脱附，则可以恢复活性，实现循环利用，可以将脱附下的高浓度有机废气进行加热燃烧处理。

其前端设置2级的过滤装置，一级过滤则属于漆雾过滤器，二级为初效过滤棉，通过过滤处理之后在有活性炭构成的吸附箱中处理废气，截流VOC。在应用一段时间之后，活性炭达到饱和状态的时候停止吸附，通过热气流脱附，再生活性炭。将脱附下的有机物在催化燃烧室中进行电加热处理，排出CO2以及H2O。

在有机废气浓度达到上限数值的时候，有机废气的催化床可以维持自燃状态，无需外加热燃烧，在燃烧之后的尾气一部分会通过烟囱排出大气，而剩余部分则就会在吸附床中进行处理，实现活性炭的脱附再生，继而保障其满足燃烧以及脱附的熱能需求。

为了实现节能减排的效果，再生之后的活性炭可以进行下次吸附处理，在脱附的时候通过净化操作可以实现连续或者间断操作，此种处理工艺比较适用于目前的船舶涂装的分段涂装阶段，效果显著。

3 控制船舶VOCs排放的手段与途径

在船舶建造过程中，要想有效地控制VOCs排放问题，就要优化流程，改进工艺手段，进而促进涂装工序前移，降低污染物无组织排放，这是较为关键的工艺手段。

3.1船舶涂装工艺优化

优化设计船舶涂装工艺手段，科学合理的安排生产工艺，通过必要的涂层保护手段，可以达到降低分段二次涂锈的效果。

3.2船舶涂料选型

基于防腐要求为基础，选择、应用绿色涂料，避免海洋生物附着，避免海洋污染等问题的出现。

在进行（钢材预处理流水线和分段涂装工场）VOCs污染治理过程中，要根据实际状况制订科学合理的方案内容，在实践中要做到以下几点：

（1）源头预防，在耐高温车间中要推广应用底漆扫砂工艺，根据根据PSPC要求，保留完整的车间底漆，通过扫砂工艺进行处理控制。

（2）过程控制。大包装双组份喷涂设备属于一种低VOCs排放数字化涂装设备，可以实现油漆自动搅拌处理、混合以及动态熟化的处理，在施工中无需添加额外的有机溶剂。

3.3无组织排放区域VOCs污染治理方案

进行无组织的（船坞，船台，码头，废油漆桶废溶剂堆场）VOCs污染治理过程中，要基于以下几点开展：

（1）通过局部或者整体应用遮蔽系统的方式可以实现对涂装区域的临时性哲别，加强对VOCs排放处理的有效控制。

（2）推广应用水性可剥离涂料，这是一种具有地附着能力以及具有强内聚能力的临时性防护涂料技术，在船舶涂层保护中应用效果显著，材料并不会产生VOCs。

4 结束语

为了有效地控制船舶喷漆中污染物的排放，要根据实际状况强化监督控制，加强堵源头、控过程等技术手段;合理应用现代化的工艺手段，要灵活应用船舶涂装方面的有机废气净化处理设施、船舶VOCs排放工艺，活性炭吸附+催化燃烧方式等方式，进而在根本上降低污染，推动船舶工业的持续发展。

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