涂装工艺装备现状解析及未来发展规划

一、现状

    我国是制造业大国，在工业生产过程中，涂装工艺涉及的行业众多，包括涉及到涂装过程的所有行业，如机动车制造与维修、家具、家用电器、金属制品加工、彩钢板、集装箱、造船、电器设备、管业等等。

    涂料行业属于新材料领域。环保涂料包括：水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料和高固体分涂料等。由于环保涂料等尚处于研发初期，一些关键技术问题还远没有解决。因此溶剂涂料使用量占涂料总量的50-60%。我国2009年工业涂料产量为911.4万吨，其中溶剂型涂料占60%。2010年的涂料产量产量（中国涂料工业年鉴，2011），为970万吨，其中溶剂型涂料占52.1%。每年约有350万吨（含涂装时使用的稀释剂）的VOCs在涂料的使用过程中挥发到大气中(仅二甲苯就有数十万吨)，污染浪费非常严重。由于近年来发展非常快，平均以15%速度在增长，在2012年的产量达到1200万吨以上（进出口量可以忽略不计），其中工业涂料约占70%，即840万吨左右，以此计算的VOCs排放量约在600万吨以上。成为目前我国工业VOCs排放的最大来源，对我国工业VOCs排放的影响最大。

    生产和应用过程中会造成环境危害：如VOC排放、甲醛及重金属残留、游离TDI挥发等。我国已经制定了一系列强制性的涂料国标，其中仅2009年就制修订了以《GB24408-2009建筑用外墙涂料中有害物质限量》为代表的5个强制性涂料标准。同时，国外更加严格的环保法规(如HAPs法规、VOCs法规、REACH法规RoHS指令等)对我国涂料产品、原材料乃至下游的家电、玩具、家具等终端产品的出口都设置了更高的门槛(绿色壁垒和技术壁垒)。为此在这样监管日益严格的形势下，加强涂料技术创新、开发升级环保涂料是发展的大势所趋。同时对使用常规溶剂涂料的用户需加强VOCs处理技术创新

    1.涂装工艺、装备现状

    我国涂装工艺及设备发展较快。在环保、节能减排和资源利用率方面差距较大。很多涂装线VOC排放量不达标，单位涂装面积的能耗量、耗水量和涂装材料耗用量都偏高，没有相应的强制政策。如我国虽是汽车生产大国，但还不是强国，汽车涂装也不例外。

    1）常规汽车工艺（完整工艺）

    白车身进入→前处理→电泳→电泳烘干（裂解物排放）→电泳打磨（粉尘颗粒排放）→焊缝密封（VOCs排放）→PVC车底喷胶（VOCs排放）→中涂喷涂（VOCs排放）→中涂流平（VOCs排放）→中涂烘干（VOCs排放）→中涂报交→面漆喷涂（含罩光漆）（VOCs排放）→面漆流平（VOCs排放）→面漆烘干（VOCs排放）→检查→点补（VOCs排放）→精饰→质保→空腔喷蜡（VOCs排放）→总装车间

    2）常规汽配工艺（完整工艺）

    前处理→（电泳→电泳烘干）或（脱水烘干）→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

    3）常规集装箱工艺（完整工艺）

    喷砂→喷锌→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

    4）常规家电工艺（完整工艺）

    前处理→（电泳→电泳烘干）或（脱水烘干）→中涂喷涂→中涂流平→中涂烘干→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干

    前处理→脱水烘干→粉末喷涂→粉末烘干（无VOCs排放）

    5）常规喷漆室设备

    大于95%的喷漆室采用全新风形式强制送风、排风，VOCs为低浓度大风量高空直接排放。如处理VOCs，需增加VOCs浓缩装置。

    5%喷漆室采用循环形式强制送风、排风，VOCs浓度相对较高，可处理后排放。此形式只适合自动喷漆室，不适合人工喷漆室。

    6）常规流平室设备

    VOCs浓度相对较高，可处理后排放。但国内只有5-10%的设备配置VOCs处理装置，正常生产时处理装置使用情况不明。

    7）常规油漆烘干室设备

    VOCs浓度相对较高，可处理后排放。但国内只有5-10%的设备配置VOCs处理装置，正常生产时处理装置使用情况不明。

    8）常规VOCs处理装置

    国内常用的VOCs处理装置为活性炭吸附，催化燃烧，高温焚烧（RTO、TNV），中温焚烧（烘干室加热装置的拓展，如四元体机组），辐射+VOCs处理（CIR）。

    活性炭吸附，催化燃烧一次投资较低，使用成本较高，处理效果较差，一般为小型生产线使用，设备使用率低。

    高温焚烧（RTO、TNV）一次投资较高，使用成本较低，处理效果较高，一般为中大型生产线使用，设备使用率相对较高，特别是TNV的余热供烘干室使用，设备使用率很高。

    2.现有问题

    1)技术发展不均衡，环保涂料、新工艺、新装备有待提高

    虽然我国已经成为最大的涂料生产和消费国，但还不是涂料科技、涂装工程强国，国内企业生产的涂料品种的技术水平层次不齐，国内涂装工程的技术水平层次不齐，仍存在比较大的差距。尤其是各领域中的环保涂料、节能减排新工艺、新装备的技术还亟待提高。

    因中国对涂装工程没有强制性的节能减排政策，企业对已有涂装生产线没有改造的积极性，节能环保的新涂料、新工艺、新装备应用得不到推广。

    2)企业多，规模小，环保技术弱，环保意识差

    据统计，我国目前约有8000家涂料制造企业，大多是中小企业。低水平的重复建设十分严重，生产能力过剩，人力资源低效使用，存在很大的浪费。对于高水平，高技术含量的环保涂料、环保设备投入甚少，有些企业配置环保设备但很少使用。因此，加强企业专业化、特色化引导、壮大企业规模、集中资源开发环保涂料、性价比高的环保设备是实现持续发展的重要课题。

    3)非环保涂料为主的局面还有待改善

    我国涂料产量中50-60%为溶剂型涂料。