“樹立標桿、典型示范”推進涂料行業大氣污染物治理與減排

　　中國涂料工業協會 齊祥昭 李力 中國建材檢驗認證集團股份有限公司 張瑞艷 李曉潔

　　基金項目：大氣重污染成因與治理攻關項目課題“建材領域大氣污染治理及調控政策研究”（編號：DQGG0203）

　　打贏藍天保衛戰，是黨的十九大作出的重大決策部署，事關滿足人民日益增長的美好生活需要，事關全面建成小康社會，事關經濟高質量發展和美麗中國建設。為加快改善環境空氣質量，打贏藍天保衛戰，中國建筑材料科學研究總院牽頭承擔了國家“大氣重污染成因與治理攻關項目”專題二課題三“建材領域大氣污染治理及調控政策研究”子項目，中國涂料工業協會作為子項目協作單位，協助牽頭單位促進項目的進行，主要包括：1、聯系涂料行業內多家企業進行實地調研；2、組織召開行業會議，介紹項目情況；3、參與企業產排污調研，下發與回收調研表。通過一系列方式對涂料生產企業運營情況包括生產類型、規模、分布、已經采取的環保治理措施等進行了調研，并形成《涂料行業污染治理及管控措施現狀分析報告》。

　　涂料廣泛用于國民經濟各部門、國防工業和新興的高科技產業，起保護、裝飾、標識和特種作用等，是不可替代的重要工業材料，在我國經濟發展中的作用舉足輕重，與人們生活息息相關。

　　十二五期間，中國經濟增速由高速增長轉為中高速增長，受總的經濟大環境影響，涂料行業在節能、環保、資源消耗等領域去產能化明顯，主要包括污染型、資源利用率低下、高能耗型企業。淘汰了部分過剩產能及落后工藝，促使產業集中度逐步增高，中國涂料行業在這個歷史階段緊靠“創新驅動發展”戰略，在節能環保、技術創新等方面不斷努力，發展國內外企業聯合經營、技術開發模式，提升我國民族企業的市場綜合競爭力，為涂料行業健康穩定發展奠定了堅實基礎。

　　如圖1所示，2018年涂料行業全年1336家規模以上（年產量大于500噸）工業企業產量達1759.8萬噸，同比增長5.9％；2018年，主營業務收入方面，1998家規模以上（主營業務收入在2000萬元及以上）工業企業總額達3268.1億元，同比增長6.5％；實現利潤總額236.48億元，同比增長5.1％。

圖1 近五年涂料行業產量及增速

　　京津冀大氣污染傳輸通道，2＋26城市，包括北京，天津，河北省石家莊、唐山、廊坊、保定、滄州、衡水、邢臺、邯鄲，山西省太原、陽泉、長治、晉城，山東省濟南、淄博、濟寧、德州、聊城、濱州、菏澤，河南省鄭州、開封、安陽、鶴壁、新鄉、焦作、濮陽，是我國涂料生產的重要區域。以2018年為例，其總產量約占我國涂料工業總量11％。根據國家統計局對于2018年全國1336家規模以上涂料生產企業的統計結果，“2＋26”城市共有涂料生產企業154家，與2017年156家企業相比，基本持平。2018年涂料總產量為186.63萬噸，與2017年總產量152.49萬噸相比增長22.39％。其中，“2＋26”城市涂料生產企業數量及產量如表1所示。

表1 “2＋26”城市涂料生產企業數量及產量

　　通過上表對“2＋26”城市涂料生產企業數量及涂料總產量的統計分析結果，涂料行業生產企業具有集群分布的特點，其中天津、北京、廊坊、保定、濟寧等城市的企業數量及產量均屬于國內領先的規模。

　　從涂料的特點和生產過程進行分析，涂料生產過程中的主要特征污染物來源于有機溶劑及助劑。VOCs作為溶劑的重要組成之一，其作用便是溶解這些高分子樹脂，故一般遵循高分子化學中的相似相容原理，同時也要避免與反應型雙組份樹脂反應基團發生反應。因此，一般針對某種主要成膜物質，VOCs的成分類型是比較類似的，故一般VOCs成分分類對應主要成膜物質分類。在水性涂料中，為了保證成膜性能，也需要加入醇類、醚類等有機成膜助劑以及其他功能助劑。因此，涂料中的VOCs為主要污染物質。

　　通過調研，目前涂料行業常用的污染防治技術有源頭溶劑替代、工藝過程控制、轉運密閉、清洗密閉、儲罐管控、末端治理等。

　　溶劑替代是目前提倡的手段。涂料常用的溶劑有烷烴為主的脂肪烴混合物、芳香烴（主要是甲苯和二甲苯）、醇類（主要是乙醇和丁醇）、醚醇類、酮類（主要是丙酮和丁酮等）、酯類（主要是乙酸乙酯和乙酸丁酯）、萜烯類及氯代烷烴和硝基烷烴。根據目前的調研看，部分涂料企業逐漸開始注意替代溶劑，具體的做法有：按照《環境保護綜合名錄》的要求，逐步淘汰高污染、高環境風險產品；優先使用反應活性低的溶劑，使用四甲苯代替三甲苯，乙酸酯類代替苯系物等。

　　工藝過程控制要求投料最好選擇密閉式收集系統，溶劑輸送優先采用管道計量，稱量或配置期間移動缸體或容器應保持密閉，建議使用自吸式投料，投料處設置有效收集裝置。目前部分企業已經設置自動化控制系統（DCS），除了投料和采樣外，設備處于密閉狀態，排空氣體不直接排放，采用有效收集設施。

　　轉運、清洗密閉要求儲罐存儲的原輔物料經密閉管道輸送至生產裝置或者中間儲罐，部分管道明管敷設，槽車與儲罐的裝卸最好設置氣相平衡系統，對固定反應釜體進行洗滌時，設置密閉收集系統，經收集后進入污染物處理設施，對移動缸的清洗時，最好設置專門作業區，不在車間內隨意清洗，排氣經過收集后進入污染物處理系統。

　　對于內浮頂罐，浮頂與罐壁之間要采用浸液式密封、機械式鞋形密封等高效密封方式，目前部分企業已經開始采用或進行改造；對于外浮頂罐，浮頂與罐壁之間要采用雙重密封，且一次密閉應采用浸液式密封、機械式鞋形密封等高效密封方式。另外，儲罐的排氣需經過收集經密閉排氣系統進入廢氣收集處理系統。

　　末端治理是目前企業和環保部門關注的重點。涂料行業的顆粒物處理技術以袋式除塵為主，也有部分企業設置了旋風除塵器和濾筒除塵。2015年之前，VOCs末端處理技術基本上以活性炭吸附為主，多數企業選擇更換式活性炭吸附裝置和再生活性炭吸附裝置，部分企業采用水（堿液）吸收、蓄熱式燃燒和濃縮催化氧化裝置。活性炭吸附作為之前多數企業選擇的技術，雖然具有操作簡便、即時效果明顯的優點，但需要定期更換，且部分活性炭作為末端技術的企業出口濃度無法達標。隨著2015年以來VOCs治理要求的不斷提高，末端處理中熱（催化）氧化技術的使用比例不斷提高。目前涂料行業VOCs治理技術主要包括吸附分離技術、催化燃燒技術（CO）和蓄熱式熱氧化技術（RTO）等。

　　根據涂料行業的特點和調研的結果，一般推薦有如下幾種防治工藝。

　　溶劑型涂料：①桶泵投料＋密閉式臥式研磨機研磨＋自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵＋燃燒；②桶泵投料＋密閉式臥式研磨機研磨＋自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵＋吸附脫附＋燃燒。

　　水性工業涂料：①水性樹脂替代＋桶泵投料＋密閉式臥式研磨機研磨＋自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵＋吸附；②水性樹脂替代＋桶泵投料＋密閉式臥式研磨機研磨＋自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵＋吸附脫附＋燃燒。

　　水性建筑涂料：水性樹脂替代＋桶泵投料＋自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵＋吸附；

　　粉末涂料：自動或半自動包裝＋固定缸/移動缸氣體收集＋除塵；

　　課題組通過對典型企業的分析評價，特別對行業主流污染物控制技術在超低排放改造過程中的適用性和經濟性進行綜合評估，提出按照“典型示范、分步實施”的原則，對標先進水平，“2＋26”城市先行，樹立“標桿示范企業”，進而推動涂料行業超低排放，實現大氣污染物排放進一步向超低邁進；實施差異化管理，促進行業改造升級。鑒于涂料行業整體呈現企業數量眾多、污染物排放種類多、污染問題復雜的特點，全面實施超低排放改造工作任重而道遠。根據涂料行業的基本特點，并結合“2＋26”典型城市的具體企業現狀，挑選如下企業作為標桿企業案例：中遠關西涂料化工（天津）有限公司、廊坊立邦涂料有限公司、PPG涂料（天津）有限公司、河北晨陽工貿集團有限公司。

　　本項目取得的成果，對涂料行業廢氣污染治理起到了很大的推動作用。通過項目，對涂料企業主要的廢氣產生和治理情況進行了摸底，對以后的行業政策方向提供了大力的支持，同時通過會議對項目的宣傳也深入企業，企業對廢氣的治理也提到了提高的重視程度。項目對重點地區的建材行業分步有序的分行業推進超低排放技術改造，實現深度減排具有重要指導作用。