近年來(lái)涂裝技術(shù)發(fā)展迅速，但仍有相當(dāng)比例的落后工藝存在，安全防護(hù)技術(shù)已取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但整體安全防護(hù)水平亟需提升。涂裝對(duì)職業(yè)健康的潛在危害，應(yīng)當(dāng)給予高度關(guān)注，并采取必要的措施和手段加以防范。以往人們對(duì)涂裝廢氣給環(huán)境帶來(lái)的危害認(rèn)識(shí)較為薄弱，處理廢氣的技術(shù)和手段相對(duì)滯后，由于設(shè)備的高昂購(gòu)置和維護(hù)成本等因素，通常會(huì)簡(jiǎn)單處理或者直接排放涂裝廢氣，導(dǎo)致空氣受到嚴(yán)重污染，嚴(yán)重危及人們的健康。暴露在大量有毒的有機(jī)廢氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)對(duì)神經(jīng)、皮膚、身體器官造成危害，導(dǎo)致身體殘疾、身體畸形，甚至癌變。因此，各國(guó)紛紛頒布了相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)和氣體排放進(jìn)行了限制，其中，我國(guó)在1994 年實(shí)施的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，明確規(guī)定了惡臭污染物的排放限值以及對(duì)相關(guān)氣體濃度的限制。另外，我國(guó)在1996 年頒布了《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，實(shí)施了對(duì)苯、甲苯、二甲苯等33 種污染物排放值的限定，特別是對(duì)揮發(fā)性有機(jī)溶劑（VOCs）進(jìn)行了重點(diǎn)限制。近年來(lái)，隨著環(huán)保意識(shí)的提高和加強(qiáng)，國(guó)家和地方不斷完善和加強(qiáng)環(huán)保法規(guī)，監(jiān)管力度也在逐漸加強(qiáng)。
鈑金涂裝概述
鈑金加工是指金屬板材或型材經(jīng)過(guò)冷加工或熱加工工藝，包括切割、折彎、沖孔、成形等工序，最終制成所需形狀和尺寸的零件或構(gòu)件的過(guò)程。這些零件被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、通訊、汽車(chē)、建筑、家電等行業(yè)。
⑴鈑金零件加工在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都廣泛應(yīng)用鈑金零部件這一關(guān)鍵元素。
⑵產(chǎn)品的使用壽命和性能直接受制于鈑金工藝的加工質(zhì)量。產(chǎn)品使用時(shí)，鈑金件經(jīng)常承受各種受力和環(huán)境條件，鈑金工藝的好壞直接決定了產(chǎn)品的性能。
⑶鈑金加工工藝已經(jīng)發(fā)展到可以加工復(fù)雜零部件的程度。通過(guò)鈑金加工可以制造各種形狀的零件，以適應(yīng)不同行業(yè)對(duì)質(zhì)量和生產(chǎn)成本的需求。
在鈑金生產(chǎn)過(guò)程中，涂裝是一個(gè)至關(guān)重要但廢氣排放最多的環(huán)節(jié)。涂裝在鈑金產(chǎn)品的外表面處理和美化方面起著至關(guān)重要的作用，這種技術(shù)手段廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。雖然涂裝行業(yè)在控制和減緩危害方面取得了一定進(jìn)展，但仍然面臨著嚴(yán)峻的社會(huì)和職業(yè)危害，火災(zāi)等事故風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重，環(huán)境污染狀況依舊令人擔(dān)憂。現(xiàn)在，幾乎所有的鈑金廠在新建涂裝工藝生產(chǎn)線時(shí)都同時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)劃了廢氣處理設(shè)備，如圖1 所示，同時(shí)，過(guò)去未設(shè)置廢氣處理設(shè)備的涂裝線也在逐步新增和改造，并要求廢氣經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)對(duì)涂裝廢氣處理方面，各廠商根據(jù)自身狀況和工藝采用各種處理措施，其效果和成本也各有千秋，但與之前相比，改善和提升是顯而易見(jiàn)的。
圖1 沸石轉(zhuǎn)輪+CO 廢氣處理設(shè)備
噴漆室（房）排氣量測(cè)定
為了保證涂裝車(chē)間的安全并將危害降至最低水平，廢氣收集的效率至關(guān)重要。廢氣收集效率的提高使得噴漆室（房）內(nèi)空氣流動(dòng)更快，大大減少?gòu)U氣對(duì)作業(yè)人員的危害。密閉的噴漆室（房）廢氣集中，內(nèi)部設(shè)有水簾柜或干式漆霧柜作為初步處理措施，在機(jī)械通風(fēng)的幫助下，噴漆室（房）能夠保持微弱的負(fù)壓狀態(tài)，有效阻止漆霧泄漏，并及時(shí)引入新鮮空氣，為了維持微負(fù)壓狀態(tài)，需要合理控制廢氣排放量。如果排放量過(guò)大，就會(huì)浪費(fèi)油漆并增加排放量，有可能對(duì)作業(yè)人員和設(shè)備造成傷害，負(fù)壓過(guò)度；如果排放量過(guò)小，廢氣無(wú)法排出，作業(yè)人員的健康就得不到保障，廢氣會(huì)從噴漆室（房）縫隙泄漏，危及周邊區(qū)域的工作和生活。
計(jì)算廢氣排放量一般有兩種方法，即截面風(fēng)速法和整體換氣法。
通常，側(cè)吸式噴漆室（房）會(huì)采用截面風(fēng)速法計(jì)算廢氣排放量：廢氣排放量=截面寬度×截面高度×過(guò)濾風(fēng)速（0.5m/s）×3600，這里的截面是指噴漆柜的開(kāi)口尺寸。按照計(jì)算的廢氣排放量排放廢氣就能符合噴漆柜邊緣（距離開(kāi)口邊緣100mm 處）風(fēng)速為0.35m/s的要求。以一個(gè)開(kāi)口尺寸為2.5m×2m的噴漆柜為例，其廢氣排放量為：2.5×2×0.5×3600=9000m3/h，即所需的排風(fēng)量為9000m3/h。
整體換氣法是通過(guò)每小時(shí)更換噴漆室（房）的空氣來(lái)計(jì)算廢氣排放量，通常適用于地吸式噴漆室（房）。通常，針對(duì)大型工件或噴漆點(diǎn)較少的工況（如汽修廠的修補(bǔ)漆作業(yè)），噴漆室（房）要求的最低換氣次數(shù)為60 次/小時(shí)，在某些工況下，需要按照90次/小時(shí)計(jì)算，有時(shí)甚至需要按照120 次/小時(shí)計(jì)算。如一個(gè)長(zhǎng)度為10m，寬度為4m，高度為4m 的噴漆室，它的排風(fēng)量是：10×4×4×60=9600m3/h，即廢氣排放量為9600m3/h。
需要注意的是，當(dāng)噴漆室（房）內(nèi)安裝了壓風(fēng)機(jī)時(shí)，無(wú)論采用何種計(jì)算方法，排氣量都應(yīng)大于壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。
廢氣處理設(shè)備選擇
對(duì)于噴漆而言，在處理廢氣時(shí)可以選擇不同的設(shè)備，包括蓄熱式廢氣焚燒設(shè)備（RTO）、蓄熱式催化氧化設(shè)備（RCO）和沸石（分子篩）轉(zhuǎn)輪/轉(zhuǎn)筒+蓄熱式廢氣焚燒設(shè)備（圖2）、活性炭吸附/脫附+催化氧化（CO）設(shè)備（圖3、圖4）等，具體的選擇取決于具體的工況，并沒(méi)有一種設(shè)備是普遍適用的。
圖2 沸石轉(zhuǎn)輪+RTO 廢氣處理設(shè)備
圖3 活性炭3 吸附1 脫附+CO 廢氣處理設(shè)備
圖4 活性炭4 吸附1 脫附+CO 廢氣處理設(shè)備
一般來(lái)講氟碳漆、UV 漆、含苯乙烯的油漆，不應(yīng)該投入沸石轉(zhuǎn)輪。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建議在廢氣濃度超過(guò)800mg 后，不要選擇沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮或活性炭吸附濃縮方法。應(yīng)根據(jù)濃度不超過(guò)氣體爆炸下限25%的約束，對(duì)廢氣濃度為800mg 的情況進(jìn)行考慮，允許最多濃縮8 倍，超過(guò)這個(gè)比例就存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。不論是活性炭還是沸石，吸附、脫附和冷卻都需要相應(yīng)的時(shí)間，而過(guò)長(zhǎng)的壓縮時(shí)間則可能導(dǎo)致排放指標(biāo)不合格，或者提前報(bào)廢吸附材料。
在安全方面，水噴淋并非用于滅火，其作用在于降低吸附材料的溫度。出于吸附過(guò)程中的放熱特性，各種材料的最佳吸附溫度通常在35℃左右，超過(guò)40℃時(shí)吸附效率開(kāi)始下降，到60℃時(shí)基本不再吸附，因此即使只使用活性炭箱，也應(yīng)該配備溫度傳感器和降溫設(shè)備。
在遏制火源方面，氮?dú)獠攀钦嬲行У模坏┗钚蕴咳紵饋?lái)，迅速注入碳箱中的氮?dú)?，以降低氧氣含量，從而有效撲滅火?shì)。采用熱氮?dú)饷摳交虻獨(dú)獍殡S某些特殊氣體，具有良好的安全性。
與活性炭有所不同，沸石吸附設(shè)備內(nèi)的火焰起源于沸石吸附材料內(nèi)部。沸石不僅是吸附劑，還具有催化作用。當(dāng)沸石處于脫附狀態(tài)停機(jī)時(shí)，有機(jī)物沒(méi)有被完全去除，就可能導(dǎo)致火災(zāi)。為了避免沸石吸附裝置發(fā)生異常停機(jī)時(shí)引發(fā)燜燃，必須向吸附材料或脫附區(qū)域注入氮?dú)狻?/span>
烘干廢氣處理
不建議將烘干廢氣引入吸附裝置，首要考慮的是溫度問(wèn)題，其次廢氣烘干后其濃度也較高。有些工藝會(huì)在冷卻后與噴漆室的廢氣一同送入吸附裝置，這種做法顯然是錯(cuò)誤的，因?yàn)榻禍厥且环N不經(jīng)濟(jì)的做法，降溫所需的能量消耗比升溫更大，而且降溫并非噴淋塔或氣旋塔可以實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)常規(guī)操作，烘干后的廢氣直接送入焚燒設(shè)備，如果廢氣濃度超過(guò)1000mg/m3，溫度為80℃，選擇RTO 焚燒時(shí)可以省去天然氣的使用。在使用CO 的情況下，可以進(jìn)一步降低初始溫度要求。廢氣中的一部分經(jīng)過(guò)烘干后含有大量油脂，需先通過(guò)電捕焦油器捕集油脂，再送入RTO 或CO 焚燒。
安全運(yùn)行，法規(guī)保證
保障安全是各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)的前提條件，是企業(yè)生產(chǎn)的首要任務(wù)，必須始終在規(guī)定條件下進(jìn)行生產(chǎn)，以保障從業(yè)人員和周邊人員的身體健康與財(cái)產(chǎn)安全，確保設(shè)備和設(shè)施不受損害，環(huán)境不受破壞。我國(guó)歷來(lái)十分重視安全生產(chǎn)工作，反復(fù)強(qiáng)調(diào)了發(fā)展與安全要統(tǒng)籌考慮。早在2002 年，我國(guó)就頒布和實(shí)施了《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》，它是我國(guó)安全生產(chǎn)領(lǐng)域的一部全面而基礎(chǔ)的法律。該法為安全生產(chǎn)提供了法律支持，規(guī)定了各級(jí)政府機(jī)關(guān)、各行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位和相關(guān)中介組織的安全生產(chǎn)責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。國(guó)家為推動(dòng)涂裝和環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展，制定了許多相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，具體包括：
GB 7691—2003 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 安全管理通則》；
GB 14444—2006 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 噴漆室安全技術(shù)規(guī)定》；
GB 20101—2006 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 有機(jī)廢氣凈化裝置安全技術(shù)規(guī)定》；
GB 12367—2006 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 靜電噴漆工藝安全》；
GB 12942—2006 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 有限空間作業(yè)安全技術(shù)要求》；
GB 14443—2007 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 涂層烘干室安全技術(shù)規(guī)定》；
GB 14773—2007 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 靜電噴槍及其輔助裝置安全技術(shù)條件》；
GB 17750—2012 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 浸涂工藝安全》；
GB 7692—2012 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 涂漆前處理工藝安全及其通風(fēng)凈化》；
GB 15607—2023 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 粉末靜電噴涂工藝安全》；
GB 6514—2023 《涂裝作業(yè)安全規(guī)程 涂漆工藝安全及其通風(fēng)凈化》。
除了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各地還出臺(tái)的一些地方性的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、辦法。具體的安全規(guī)范和操作指南可根據(jù)不同地區(qū)、行業(yè)和特定作業(yè)環(huán)境的要求進(jìn)行調(diào)整，可參考相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及涂裝設(shè)備和材料制造商提供的說(shuō)明。根據(jù)要求環(huán)保治理工藝需要經(jīng)過(guò)有資格的HAZOP 主席組織進(jìn)行安全分析，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別等安全防范措施。
