繆孝平，張秋奕，管政，付超，楊忠平

（1.浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，杭州 310000；2.浙江省環(huán)境污染控制技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310000；3.浙江物產(chǎn)環(huán)保能源股份有限公司，杭州 310000）

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是一種常見(jiàn)的大氣污染物。大部分VOCs 不僅本身具有較強(qiáng)毒性，還是臭氧及PM2.5的重要前體物[1]。近年來(lái)，VOCs 污染控制得到了廣泛關(guān)注，國(guó)家及地方政府均出臺(tái)了一系列相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)[2]。

漆包線是電機(jī)、電器、電訊、電子儀表電磁繞組的主要原材料，2017 年我國(guó)的漆包線行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到185 萬(wàn)t[3]，年產(chǎn)量位居世界第一。漆包線生產(chǎn)過(guò)程中需大量使用溶劑型涂料——絕緣漆，漆包線行業(yè)VOCs 排放具有量大、濃度高、異味重的特點(diǎn)[4，5]。當(dāng)前漆包線企業(yè)普遍采用催化燃燒技術(shù)治理生產(chǎn)過(guò)程中排放的VOCs 廢氣[5，6]。

1 漆包線行業(yè)VOCs 排放特征及治理現(xiàn)狀

1.1 典型生產(chǎn)工藝及VOCs 產(chǎn)排污環(huán)節(jié)

漆包線采用的導(dǎo)線包含銅線和鋁線，其中又以銅線為主。漆包線生產(chǎn)工序一般由拉絲、退火、涂料涂覆、固化、平順潤(rùn)滑、收線等環(huán)節(jié)組成。漆包線生產(chǎn)過(guò)程的VOCs 主要來(lái)源于涂料、稀釋劑等原輔材料中的有機(jī)溶劑組分揮發(fā)，因此VOCs 主要來(lái)自涂料調(diào)配、涂覆、固化過(guò)程。典型生產(chǎn)工藝及產(chǎn)排污環(huán)節(jié)見(jiàn)下圖。

漆包線典型生產(chǎn)工藝及VOCs 產(chǎn)排污環(huán)節(jié)

（1）涂料調(diào)配

涂料和稀釋劑在送至生產(chǎn)線前，需要根據(jù)產(chǎn)品需要進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配一般在密閉空間內(nèi)進(jìn)行，使用攪拌機(jī)進(jìn)行混合，期間會(huì)散發(fā)VOCs 廢氣。目前大部分企業(yè)使用的絕緣漆在采購(gòu)時(shí)就已調(diào)配好，在使用過(guò)程無(wú)須另行增加稀釋劑。

（2）涂料涂覆

將調(diào)配好的涂料在涂裝室涂覆在基材表面的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生VOCs。漆包線生產(chǎn)采用浸涂涂覆方式。

（3）固化

漆包線的固化方式主要為熱烘干。在烘干過(guò)程中涂覆了絕緣漆的漆包線表面的剩余溶劑會(huì)全部揮發(fā)，VOCs 產(chǎn)生量一般大于涂料調(diào)配、包漆工序。烘干固化工序產(chǎn)生的VOCs 廢氣風(fēng)量穩(wěn)定、VOCs 濃度較高。

1.2 VOCs 廢氣收集治理現(xiàn)狀

當(dāng)前漆包線行業(yè)普遍僅對(duì)涂覆、固化工序進(jìn)行VOCs 廢氣的收集處理。漆包機(jī)烘箱內(nèi)一般內(nèi)置一到兩級(jí)催化燃燒處理模塊[5，6]。內(nèi)置的催化燃燒單元，由于采用了催化燃燒后熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，一般控制風(fēng)量在1500m3/h 左右。經(jīng)內(nèi)置催化燃燒后的大部分煙氣攜帶熱量進(jìn)入烘爐和蒸發(fā)區(qū)，以補(bǔ)充烘爐加熱能量，另一部分煙氣則排入大氣中，單臺(tái)漆包機(jī)的排廢風(fēng)機(jī)排風(fēng)量一般為300—1000m3/h。企業(yè)從節(jié)能角度考慮，往往會(huì)減少最終排廢風(fēng)量以提高熱利用效率，所以實(shí)際上大部分漆包線生產(chǎn)企業(yè)的單機(jī)排廢風(fēng)量往往小于500m3/h。

本研究調(diào)研了浙江省漆包線企業(yè)，發(fā)現(xiàn)浙江省漆包線企業(yè)幾乎均采用了三級(jí)催化燃燒處理，其中，第一、二級(jí)催化燃燒置于烘箱內(nèi)，第三級(jí)催化燃燒置于烘箱外。漆包線企業(yè)采用的催化劑多為蜂窩狀，催化劑表面涂有鈦、鈀、銠、鉑、銣等貴金屬。催化劑啟動(dòng)溫度通常為280℃—300℃，可在600℃高溫下運(yùn)行，穩(wěn)定運(yùn)行溫度為350℃—450℃。

采用三級(jí)催化燃燒，VOCs 去除率通常能達(dá)到95%以上。以浙江省某漆包線企業(yè)生產(chǎn)0.35mm 規(guī)格的漆包銅線生產(chǎn)工況為例，采用固含量為36%的絕緣漆，耗漆量約為14kg/h，設(shè)置循環(huán)風(fēng)量為1500m3/h，廢氣收集率按95%計(jì)算，依據(jù)公式①，估算進(jìn)口濃度約為8800mg/m3。排氣濃度符合浙江省80mg/m3的排放限值要求，依據(jù)公式②，測(cè)算去除率可高達(dá)99%以上。

式中：CI為烘箱進(jìn)氣濃度，mg/m3；CE為排氣濃度，mg/m3；M為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的絕緣漆用量，kg/h；C為絕緣漆（含稀釋劑）的平均VOCs 含量，%；Q為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的排氣量；η為VOCs 廢氣收集效率，%；θ為VOCs 廢氣處理效率，%。

1.3 VOCs 廢氣產(chǎn)排量分析

以某大型漆包線加工企業(yè)為例，該企業(yè)主要生產(chǎn)漆包銅線，線規(guī)為0.06—3mm。漆包線行業(yè)以0.6mm為界，將漆包線劃分為細(xì)微線和常規(guī)線[3]。該企業(yè)線規(guī)同時(shí)涵蓋了細(xì)微線和常規(guī)線。該企業(yè)漆包線年產(chǎn)量為10.32 萬(wàn)t，絕緣漆（含稀釋劑）年耗量為12 500t，平均VOCs 含量約為57.6%。根據(jù)公式③，測(cè)算VOCs 年產(chǎn)生量為7200t。

式中：G為VOCs 年產(chǎn)生量（進(jìn)入產(chǎn)品和危險(xiǎn)廢物的VOCs 量極少，忽略不計(jì)），t。

根據(jù)絕緣漆供應(yīng)商提供的產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)，絕緣漆揮發(fā)性有機(jī)組分主要包括酚類（甲酚、苯酚）、甲苯、二甲苯及長(zhǎng)鏈烷烴類溶劑油。

企業(yè)涂覆段采用封閉罩封閉收集VOCs 廢氣，烘箱為密閉收集設(shè)備，收集率為95%，采用三級(jí)催化燃燒，治理設(shè)施去除效率按95%估算，根據(jù)公式④，測(cè)算VOCs 排放量約為702t。

式中：E為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)企業(yè)的VOCs 排放量，t。

1.4 漆包線行業(yè)VOCs 防治存在的問(wèn)題

（1）源頭削減不足，絕緣漆固含量整體較低。漆包線企業(yè)采用的絕緣漆固含量為20%—50%。部分企業(yè)仍在使用固含量相對(duì)較低的絕緣漆，不利于VOCs的源頭削減。

（2）廢氣收集不全面，無(wú)組織排放環(huán)節(jié)未得到有效管控。大部分漆包線生產(chǎn)企業(yè)僅對(duì)涂覆、固化過(guò)程進(jìn)行了收集。此外，涂漆段采用翻蓋式收集罩進(jìn)行收集，進(jìn)線端無(wú)法真正封閉，加之總體收集風(fēng)量偏小，造成收集效果不足，漆桶、漆缸、涂料涂覆段周邊的VOCs 很容易超過(guò)20ppm。

（3）廢氣初始濃度高，雖多級(jí)催化燃燒去除率較高但仍有超標(biāo)情況發(fā)生。

（4）廢氣中的酚類物質(zhì)嗅閾值較低，即便達(dá)標(biāo)排放，仍存在臭氣問(wèn)題。

2 漆包線行業(yè)VOCs 排放綜合管控技術(shù)

2.1 提高絕緣漆固含量

應(yīng)考慮從源頭上減排漆包線行業(yè)VOCs，推廣高固含量的絕緣漆。

本研究對(duì)浙江省漆包線企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，分析了各種規(guī)格下漆包線的適用固含量范圍，提出了基于當(dāng)前絕緣漆研發(fā)及應(yīng)用水平下的固含量限值，常規(guī)線宜使用固含量≥40%的絕緣漆，細(xì)微線使用的絕緣漆固含量也不應(yīng)低于30%，具體固含量推薦限值見(jiàn)表1。

表1 最低固含量限值推薦表

2.2 積極探索集中供漆

積極探索集中供漆方式，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單桶供漆方式。企業(yè)應(yīng)通過(guò)合理部署生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)同一規(guī)格絕緣漆產(chǎn)品進(jìn)行集中供漆。鼓勵(lì)漆包線企業(yè)聯(lián)合涂料制造廠商，探索調(diào)配式集中供漆方式，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)有不同組分比例要求的生產(chǎn)線進(jìn)行同時(shí)供漆。通過(guò)集中供漆，可大大減少供漆環(huán)節(jié)的VOCs 排放點(diǎn)位，減少VOCs 無(wú)組織排放。

2.3 推廣模具涂漆技術(shù)

應(yīng)加大推廣模具涂漆技術(shù)，從技術(shù)成熟度上看，線規(guī)格在0.15mm 及以上的產(chǎn)品，可采用模具涂覆方式生產(chǎn)。相比于傳統(tǒng)的毛氈涂漆工藝，模具涂漆工藝不僅在產(chǎn)品性能上具有一定優(yōu)勢(shì)，在絕緣漆利用率及VOCs 減排方面也有明顯優(yōu)勢(shì)。

如表2 所示，分別利用懸浮模具涂覆和毛氈涂覆技術(shù)生產(chǎn)線規(guī)為0.35mm、漆膜厚度為0.048mm 的漆包線產(chǎn)品，比較分析了兩者在生產(chǎn)過(guò)程中所用絕緣漆固含量、消耗量的差異。一般來(lái)說(shuō)，在一定程度上降低絕緣漆固含量是有利用減小偏心度，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量的，從測(cè)試結(jié)果可以看出，模具涂覆方式在固含量提升3%的情況下，生產(chǎn)的漆包線偏心度還要優(yōu)于毛氈涂覆方式。同時(shí)，隨著固含量的提升，加之模具涂覆方式較毛氈涂覆方式減小了廢毛氈?jǐn)y帶損耗，總絕緣漆消耗量減少了10%以上，VOCs 產(chǎn)生量更是減少了近15%。

表2 懸浮模具涂覆與毛氈涂覆運(yùn)行差異比較

2.4 強(qiáng)化廢氣收集

提高廢氣收集率，強(qiáng)化無(wú)組織廢氣收集，做到應(yīng)收盡收。對(duì)易產(chǎn)生VOCs 無(wú)組織排放的供漆桶及漆缸等進(jìn)行封閉圍擋收集。對(duì)涂覆段進(jìn)行二次圍擋收集，適當(dāng)提高涂覆、固化廢氣收集量，建議單機(jī)排風(fēng)量不低于600m3/h。

除上述收集點(diǎn)外，建議增加車間整體換風(fēng)收集，以整體不少于6 次/h 的換風(fēng)要求，對(duì)車間無(wú)組織廢氣進(jìn)行收集。企業(yè)可通過(guò)生產(chǎn)線隔斷方式減少收集空間，以減少整體收集風(fēng)量。

2.5 深化末端治理

提升末端治理水平，進(jìn)一步提高廢氣去除效率。對(duì)達(dá)標(biāo)存在問(wèn)題或占標(biāo)率較高的企業(yè)，應(yīng)進(jìn)一步提高有組織廢氣處理效率，可采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮催化燃燒或固定床沸石吸附濃縮催化燃燒治理工藝，對(duì)原催化燃燒尾氣進(jìn)行再處理，對(duì)于增加的車間無(wú)組織廢氣亦可采用此類工藝進(jìn)行處理。對(duì)于總排放量不大的企業(yè)亦可采用一次性活性炭進(jìn)行吸附處理。

2.6 提升排放監(jiān)管能力

安裝排氣筒在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，提升廢氣排放監(jiān)管能力。漆包線每條生產(chǎn)線一般都設(shè)有獨(dú)立的排氣筒，小型企業(yè)只有幾條生產(chǎn)線，但大中型企業(yè)則有幾十條甚至上百條生產(chǎn)線，生產(chǎn)線的數(shù)量決定了排氣筒的數(shù)量。過(guò)多的排氣筒會(huì)增加企業(yè)廢氣自行檢測(cè)的成本，也不利于廢氣排放的監(jiān)管。2020 年以來(lái)，浙江省湖州市在漆包線行業(yè)推行了“多管集束+在線監(jiān)測(cè)”一體化控制要求，漆包線企業(yè)將多達(dá)二十幾根的排氣筒合并成一個(gè)，并安裝了非甲烷總烴在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)排氣筒的實(shí)時(shí)監(jiān)管。另外，企業(yè)還可配備一些便攜式檢測(cè)設(shè)備，日常巡查管理中采用便攜式設(shè)備，可快速發(fā)現(xiàn)無(wú)組織排放控制不到位的點(diǎn)位，并及時(shí)整改。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)源頭替代、技術(shù)革新、廢氣收集、治理及排放監(jiān)控等方面實(shí)施漆包線行業(yè)VOCs 排放綜合管控，對(duì)于控制漆包線行業(yè)VOCs 排放具有積極作用，能有效減少漆包線行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的VOCs 排放，符合“十四五”時(shí)期的大氣污染防治要求。