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集裝箱制造業VOCs排放有標準 治理技術須對癥下藥

時間:2016-08-12 16:46:03 來源: 作者:phpcms

  “現有項目自2016年7月1日起至2017年6月30日止執行第Ⅰ時段限值,自2017年7月1日起執行第Ⅱ時段限值;新建項目自2016年7月1日起執行第Ⅱ時段限值。”近期,廣東省正式發布《集裝箱制造業揮發性有機物排放標準》(以下簡稱《標準》),對集裝箱制造業VOCs排放作出明確規定。廣東省環境科學研究院(以下簡稱“省環科院”)大氣研究所副所長廖程浩表示:“這是廣東首個集裝箱制造業VOCs排放地方標準,也是全國第一個。”

  

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  集裝箱制造業是VOCs排放大戶

  廣東是集裝箱制造大省,集裝箱年設計產量約為150萬TEU(國際標準箱單位),實際產量約100萬TEU,產量長期居全國前列。數據顯示,2013年我國金屬集裝箱行業產量達到102738.6萬立方米,其中廣東以產量36112628.3立方米(占比35.15%)位居首位。

  集裝箱制造過程中使用的集裝箱涂料主要為溶劑型涂料,同時涂料使用過程中至少還需添加10%~20%的稀釋劑(主要成分為甲苯、二甲苯),因此會產生大量的VOCs。

  據業內人士估算,生產20英尺標準柜(容積為5.9米×2.35米×2.39米)的涂料使用量約為100公斤(不含稀釋劑),此外還需添加20%左右的稀釋劑。廣東省環境科學研究院的調研顯示,以普通集裝箱為例,生產1個標準20英尺集裝箱涂料使用量為76~100公斤,另含稀釋劑10~12公斤,總量為86~112公斤,VOCs排放量為47~69公斤;生產1個標準40英尺集裝箱涂料使用量為140~180公斤,另含稀釋劑18~21公斤,VOCs總量為158~200公斤,VOCs排放量為86~110公斤,占涂料及稀釋劑用量約55%。

  據以上測算,按廣東全省所有集裝箱制造企業設計產能估算,則全省集裝箱制造業VOCs排放量約7.2~10.5萬噸。按2013年實際產能估算,則全省集裝箱制造業VOCs排放量約6.5~9.5萬噸。

  雖然集裝箱制造業是VOCs排放大戶,但是目前并沒有針對該行業出臺專門的排放標準。“我省《大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)規定了幾種VOCs的排放限值。按照環境標準管理辦法的規定,未制訂行業排放標準的行業一律執行綜合污染物排放標準。”廖程浩說,由于沒有行業排放標準,目前集裝箱制造業的排放僅依照《大氣污染物排放限值》(DB44-27-2001)進行管理,這不利于有效控制其VOCs排放。“制訂本標準,是完善我省環境標準體系,提升集裝箱制造業有機廢氣污染控制管理能力的有力手段。”

  廣東第一、二階段《廣東省珠三角清潔空氣行動計劃》也都明確要求,要全面開展工業VOCs排放治理,提出制訂包括集裝箱等行業在內的重點行業VOCs排放控制標準?!蛾P于珠江三角洲地區嚴格控制工業企業揮發性有機物(VOCs)排放的意見》也提出珠三角地區扎實推進VOCs污染控制的各項步驟,并要求加快出臺重點行業揮發性有機污染物排放標準。

  “為改善我省大氣環境質量,完善我省行業環境標準體系建設,提升集裝箱制造業VOCs污染控制管理能力,制訂一份專門針對集裝箱制造業VOCs控制的標準是十分有必要的。”廣東省環境保護廳相關負責人表示,標準的制定,也有利于推動整個行業的技術升級和進步,促進行業持續健康發展。

  VOCs排放有標準

  “排放標準的制訂遵循技術經濟可行性原則,以集裝箱制造業現有成熟的清潔生產工藝和污染治理技術為依托,確定標準值及有關技術要求。”作為《標準》起草單位之一,華南理工大學的葉代啟教授就表示,《標準》的制定一定要注重經濟科學,要有可操作性,“不然制定出來的標準企業無法執行,就沒有意義了。”

  “此次標準的制定,我們對省內各個主要的集裝箱制作企業進行了調研,經過深入分析之后才確定的。”廖程浩提到,考慮到企業之間的差距,《標準》體現新源與現源的區別,即提出了兩個時段的排放標準,標準自2016年7月1日起實施現有項目在2017年6月30日前執行第Ⅰ時段限值,自2017年7月1日起執行第Ⅱ時段限值,“也就是起碼有一年的過渡期可以進行改造”;新建項目自本《標準》實施之日起執行第Ⅱ時段限值。“現源標準可寬于新源,但一定要有達標期限,并且經過技術革新與改造,在規定時間內應達到新源標準。”

  《標準》分別對集裝箱制造涂裝生產線單位面積VOCs排放量、排氣筒VOCs排放、無組織排放監控點濃度三個指標制定排放限值。其中,集裝箱制造涂裝生產線單位面積VOCs排放量第一時段的排放限值是200克/平方米,第二時段為110克/平方米。排氣筒VOCs排放主要指集裝箱制造生產活動中,設備或車間排氣筒排放的揮發性有機物濃度,其中規定第一時段苯的排放限值是1克/平方米,甲苯和二甲苯合計40克/平方米,總VOCs為150克/平方米,第二時段苯的排放限值是1克/平方米,甲苯和二甲苯合計20克/平方米,總VOCs為90克/平方米。對于無組織排放監控點的濃度,統一執行一個標準,即苯是0.1克/平方米,甲苯是108克/平方米,二甲苯是1.0克/平方米,總VOCs為3.0克/平方米。為了減少氣體排放對周邊的影響,《標準》還規定,排氣筒高度一般不應低于15m,且應高出周圍200m半徑范圍的最高建筑5m以上。

  “通過我們之前的調研發現,企業舍得投入,認認真真進行改造,還是可以按時實現達標的。”廖程浩表示,這個標準是在充分考慮技術可行性基礎上確定的。此外,《標準》還對企業的管理、涂料的使用等方面,作出了規定。

  《標準》規定,涂料和有機溶劑等原輔材料應儲存在密封容器中,并存于專門設置的儲存室。涂料和有機溶劑轉移、設備清洗過程中,應盡可能減少VOCs排放。廢棄的涂料桶、有機溶劑容器桶在移交專門的回收處理機構前,應封蓋存儲或置于密閉房間內存儲。

  產生VOCs排放的生產線應設置于密閉工作間內,產生的VOCs通過局部或整體集氣系統導入揮發性有機物處理設備或排放管道,達標排放。密閉排氣系統、污染控制設備應與工藝設施同步運轉。廢氣收集裝置和治理裝置必須按照規范參數條件運行。

  企業同時要進一步規范管理,例如采用吸附處理工藝的,應按審定的設計文件要求確定吸附劑的使用量及更換周期,購買吸附劑的相關合同,票據至少保存三年。利用排氣筒排放VOCs的污染源,企業應定期檢測其總VOCs濃度和排放量,每半年至少檢測一次。檢測報告應含檢測濃度值、小時平均值及總平均值。監測報告應當由質檢部門認可的機構出具。

  治理技術須對癥下藥

  集裝箱制造業是典型的高消耗、高污染的產業,集裝箱制造業有機廢氣排放具有典型的大風量、低濃度的特點,其產生的有害物質主要是甲苯、二甲苯等,治理難度較大。如今,《標準》已經發布,排放限值已經制定,達標排放時間也已確定,企業應該如何改造呢?

  “使用水性涂料是一個改造的方向。”業內人士表示,雖然成本可能會提升,但是水性涂料可以大大減少VOCs的排放。集裝箱涂料約占集裝箱制造成本的7%~8%,水性涂料單價較溶劑型涂料貴20%~50%,但不需添加稀釋劑。以生產20英尺標準集裝箱為例,涂料使用量約100公斤,并需添加約20%的稀釋劑,涂料按約15元/公斤計算,則使用水性涂料將使企業涂料使用成本上升300~500元。“未來,隨著水性涂料生產技術的日漸成熟,使用成本會進一步降低。”

  另一個改造的方向就是增加VOCs末端凈化設施。集裝箱涂裝生產線流程長、風量大,底漆預涂、底架箱噴涂、中間漆預噴房、中間漆房、內面漆補噴、外面漆補噴、流平、烘房等工位均需要集中收集產生的VOCs氣體并通過多套設施進行處理。

  “集裝箱制造產生的VOCs廢氣凈化處理可采用的技術大體上可以分為兩大類,即回收和銷毀。”葉代啟提到,回收是通過物理的方法,如改變溫度、壓力,或采用選擇性吸附劑、選擇性滲透膜等方法來富集分離有機氣相污染物,主要有吸附、吸收、冷凝及膜分離技術?;厥盏膿]發性有機物可以直接或經過純化處理后返回工藝過程再利用,以減少原料的消耗。

  銷毀主要是通過化學或生化反應,用熱、光、催化劑和微生物等將有機化合物轉變成為CO2和HO2等無毒害或低毒害的無機小分子化合物,主要治理技術有燃燒(直接燃燒、催化燃燒、蓄熱式焚燒)、生物氧化、光催化氧化、等離子體破壞等。

  由于VOCs種類繁多,性質各異,排放條件多樣,不同凈化處理技術也有其不同的優缺點,因此在不同的工藝條件下需要采用不同的VOCs廢氣凈化技術或采用不同凈化處理技術的工藝組合。

  省環科院的調研顯示,廣東某集裝箱制造廠采用活性炭吸附—蒸汽脫附—溶劑回收工藝對集裝箱涂裝生產過程中的有機溶劑進行處理和回收,設計溶劑回收率可達90%,取得了良好的經濟效益。

  該工藝將漆房排出的含有有機溶劑的廢氣由排風機送入風管,進入回收系統,通過系統進行過濾、冷卻等預處理后進入專門設計的過濾器,去除了廢氣中大部分有損活性炭的物質之后,廢氣由高壓離心風機抽送進入復合炭床吸附罐內,有機廢氣在通過吸附罐的活性炭層時,溶劑分子被具有高比表面積、高選擇吸附性的活性炭所吸附,進而附著在活性炭縫隙中,排出吸附罐的氣體為凈化氣,可直接排入大氣環境中。

  吸附罐吸附一定時間,活性炭吸附至飽和后,系統自動通入水蒸汽脫附,即把有機廢氣從活性炭中脫離出來。從活性炭表面脫附下來的有機溶劑和水蒸汽進入冷卻器冷卻成液體后,混合液體進入自動分離器自動分離。

  據省環科院專家介紹,目前“固定床活性炭吸附—熱風脫附—催化燃燒”工藝也具有較好的技術經濟適用性,能適應集裝箱制造廠有機廢氣的大風量、低濃度的特點,因而在集裝箱制造業油漆廢氣治理領域得到了廣泛應用。

  從廣東的實踐來看,采用催化燃燒技術,單條生產線設備投資約4000萬元,運行成本約1000~2000元/日;采用活性炭吸附—蒸汽脫附—溶劑回收技術,單條生產線設備投資約5000萬元,回收的溶劑可回用或出售,收益約3000萬/年。“治理的成本確實是比較高的,但是VOCs治理已經被列入大氣治理的重點項目,一些地方開始啟動VOCs排污收費工作,企業如果不積極開展治理工作,未來面臨的可能就不止是成本提升的問題。”廖程浩表示。

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