近年來涂裝技術(shù)發(fā)展迅速，但仍有相當(dāng)比例的落后工藝存在，安全防護技術(shù)已取得長足進步，但整體安全防護水平亟需提升。涂裝對職業(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。以往人們對涂裝廢氣給環(huán)境帶來的危害認識較為薄弱，處理廢氣的技術(shù)和手段相對滯后，由于設(shè)備的高昂購置和維護成本等因素，通常會簡單處理或者直接排放涂裝廢氣，導(dǎo)致空氣受到嚴重污染，嚴重危及人們的健康。暴露在大量有毒的有機廢氣中時間過長，會對神經(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，各國紛紛頒布了相關(guān)法律法規(guī)，對廢氣中的有害物質(zhì)和氣體排放進行了限制，其中，我國在1994 年實施的《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相關(guān)氣體濃度的限制。另外，我國在1996 年頒布了《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，實施了對苯、甲苯、二甲苯等33 種污染物排放值的限定，特別是對揮發(fā)性有機溶劑（VOCs）進行了重點限制。近年來，隨著環(huán)保意識的提高和加強，國家和地方不斷完善和加強環(huán)保法規(guī)，監(jiān)管力度也在逐漸加強。
鈑金涂裝概述
鈑金加工是指金屬板材或型材經(jīng)過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)件的過程。這些零件被廣泛應(yīng)用于機械、電子、通訊、汽車、建筑、家電等行業(yè)。
⑴鈑金零件加工在各個行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著科技的不斷進步，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，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)對質(zhì)量和生產(chǎn)成本的需求。
在鈑金生產(chǎn)過程中，涂裝是一個至關(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展，但仍然面臨著嚴峻的社會和職業(yè)危害，火災(zāi)等事故風(fēng)險嚴重，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)線時都同時設(shè)計規(guī)劃了廢氣處理設(shè)備，如圖1 所示，同時，過去未設(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)過處理后達到排放標(biāo)準(zhǔn)。在應(yīng)對涂裝廢氣處理方面，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的。
圖1 沸石轉(zhuǎn)輪+CO 廢氣處理設(shè)備
噴漆室（房）排氣量測定
為了保證涂裝車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)空氣流動更快，大大減少廢氣對作業(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，在機械通風(fēng)的幫助下，噴漆室（房）能夠保持微弱的負壓狀態(tài)，有效阻止漆霧泄漏，并及時引入新鮮空氣，為了維持微負壓狀態(tài)，需要合理控制廢氣排放量。如果排放量過大，就會浪費油漆并增加排放量，有可能對作業(yè)人員和設(shè)備造成傷害，負壓過度；如果排放量過小，廢氣無法排出，作業(yè)人員的健康就得不到保障，廢氣會從噴漆室（房）縫隙泄漏，危及周邊區(qū)域的工作和生活。
計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）會采用截面風(fēng)速法計算廢氣排放量：廢氣排放量=截面寬度×截面高度×過濾風(fēng)速（0.5m/s）×3600，這里的截面是指噴漆柜的開口尺寸。按照計算的廢氣排放量排放廢氣就能符合噴漆柜邊緣（距離開口邊緣100mm 處）風(fēng)速為0.35m/s的要求。以一個開口尺寸為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。
整體換氣法是通過每小時更換噴漆室（房）的空氣來計算廢氣排放量，通常適用于地吸式噴漆室（房）。通常，針對大型工件或噴漆點較少的工況（如汽修廠的修補漆作業(yè)），噴漆室（房）要求的最低換氣次數(shù)為60 次/小時，在某些工況下，需要按照90次/小時計算，有時甚至需要按照120 次/小時計算。如一個長度為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)機時，無論采用何種計算方法，排氣量都應(yīng)大于壓風(fēng)機的風(fēng)量。
廢氣處理設(shè)備選擇
對于噴漆而言，在處理廢氣時可以選擇不同的設(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，建議在廢氣濃度超過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)濃度不超過氣體爆炸下限25%的約束，對廢氣濃度為800mg 的情況進行考慮，允許最多濃縮8 倍，超過這個比例就存在爆炸風(fēng)險。不論是活性炭還是沸石，吸附、脫附和冷卻都需要相應(yīng)的時間，而過長的壓縮時間則可能導(dǎo)致排放指標(biāo)不合格，或者提前報廢吸附材料。
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40℃時吸附效率開始下降，到60℃時基本不再吸附，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，氮氣才是真正有效的，一旦活性炭燃燒起來，迅速注入碳箱中的氮氣，以降低氧氣含量，從而有效撲滅火勢。采用熱氮氣脫附或氮氣伴隨某些特殊氣體，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)停機時，有機物沒有被完全去除，就可能導(dǎo)致火災(zāi)。為了避免沸石吸附裝置發(fā)生異常停機時引發(fā)燜燃，必須向吸附材料或脫附區(qū)域注入氮氣。
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題，其次廢氣烘干后其濃度也較高。有些工藝會在冷卻后與噴漆室的廢氣一同送入吸附裝置，這種做法顯然是錯誤的，因為降溫是一種不經(jīng)濟的做法，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1000mg/m3，溫度為80℃，選擇RTO 焚燒時可以省去天然氣的使用。在使用CO 的情況下，可以進一步降低初始溫度要求。廢氣中的一部分經(jīng)過烘干后含有大量油脂，需先通過電捕焦油器捕集油脂，再送入RTO 或CO 焚燒。
安全運行，法規(guī)保證
保障安全是各項生產(chǎn)活動的前提條件，是企業(yè)生產(chǎn)的首要任務(wù)，必須始終在規(guī)定條件下進行生產(chǎn)，以保障從業(yè)人員和周邊人員的身體健康與財產(chǎn)安全，確保設(shè)備和設(shè)施不受損害，環(huán)境不受破壞。我國歷來十分重視安全生產(chǎn)工作，反復(fù)強調(diào)了發(fā)展與安全要統(tǒng)籌考慮。早在2002 年，我國就頒布和實施了《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》，它是我國安全生產(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)定了各級政府機關(guān)、各行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營單位和相關(guān)中介組織的安全生產(chǎn)責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。國家為推動涂裝和環(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》。
除了國家標(biāo)準(zhǔn)，各地還出臺的一些地方性的標(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明。根據(jù)要求環(huán)保治理工藝需要經(jīng)過有資格的HAZOP 主席組織進行安全分析，構(gòu)建風(fēng)險識別等安全防范措施。
