2015年以来,国家出台相关政策鼓励发展游艇及滨水旅游休闲产业,令一度遭遇“寒冬”的游艇市场显现暖意。相关游艇制造企业纷纷放低身段,中国游艇市场逐渐步入“亲民时代”。然而,游艇船体主要为玻璃钢制品,制作过程会产生挥发性有机化合物(VOCs)和异味。随着绿色节能减排理念不断深入人心,VOCs治理已成为游艇制造企业必须尽快迈过的一道坎儿。上海大学环境与化学工程学院教授肖岗行为游艇制造企业开出“一剂良方”,他表示,采用沸石转轮吸附浓缩+催化氧化装置一体机等整体解决方案,能够针对游艇废气和异味进行综合治理,助力游艇企业实现环保达标及节能减排的目的。
加强产学研合作,VOCs监测治理势在必行
我国游艇企业主要分布在长三角、珠三角、环渤海地区,另外中西部地区也有少数企业分布,约占全国总数的9%。同时,我国沿海发达地区有20多个城市人均GDP已达8000美元以上,超过了5000~6000美元的游艇消费快速增长的临界点;我国富豪人数位居世界第四,奢侈品消费排名全球第二,已经充分具备消费游艇的经济条件。
不过,随着绿色节能减排理念不断深入人心,游艇选材及制造的绿色环保性能也成为关注的热点。当前,游艇船体在制造过程中由于使用了玻璃纤维、树脂、有机溶剂和胶衣等,制作过程会产生VOCs和异味,随着环保达标要求提高和检查力度加大,很多游艇企业由于不了解VOCs治理技术和治理设备投资情况,目前面临生存压力。
当前,由于VOCs排放治理无固定经验可循,现有的技术方案大多是一企一策,企业将更多的目光集中在末端治理环节,通过加改装相关设备,减少VOCs排放。以上海市为例,VOCs治理是上海市“十三五”规划建设的重要课题,其中石化、船舶、印刷是VOCs治理中重点关注的三大行业。近年来,上海大学环化学院凭借其在VOCs监测治理方面的技术优势,积极参与产学研合作,并不断拓宽合作领域,与中国船舶工业集团有限公司、中国石化上海石油化工股份有限公司、上海印刷(集团)有限公司等大型国企开展合作,在VOCs排放治理方面取得了一定的成绩。在造船领域,目前,江南造船(集团)有限责任公司、沪东中华造船(集团)有限公司在VOCs排放治理方面已先行先试。江南造船钢板预处理流水线安装了有机废气治理装置及烟气挥发性有机物(VOC)在线监测设备,VOCs排放浓度不高于15毫克/立方米;另外,沪东中华旗下的上海江南长兴造船有限责任公司流水线有机废气改造、颗粒物改造项目蓄热式高温氧化装置(RTO)设备和除尘装置也正在安装过程中。
扼制制造关键环节,VOCs排放综合治理“一体机”值得借鉴
目前,玻璃钢游艇在制造过程中,游艇的上、下体均使用玻璃钢模具,采用手工糊制成型,然后埋设龙骨、主机座、肋骨、实肋板、横梁等纵、横向构件,待固化后脱模、合拢上下体,再进行机、电安装和船舶内装等工序,最后经水密试验、倾斜试验、系泊试验,直至实船试验完毕后交船。一艘游艇建造成型,其施工工艺规程大概要经历从生产准备、涂刷胶衣层、定型铲泡、增强制作层、固化脱模、切边、修磨、开孔等14道工序流程,其中,VOCs产生环节主要集中在涂刷胶衣层、定型铲泡、增强层制作、水磨除蜡、表面针孔处理、底漆及面漆涂装这几个环节,废气主要成分为粉尘、漆雾、胺类、酮类、芳烃类及酯类。
肖岗行表示,当前,游艇制造业VOCs治理技术主要采取末端治理的举措,VOCs治理技术主要有回收技术和销毁技术两种。但是,如何选择废气治理设备仍值得商榷。目前,选择环保设备的原则包括有回收利用价值的选择回收技术、没有回收利用价值的选择销毁技术。同时,选择适用技术要考虑以下几方面因素:游艇制造企业制造游艇使用材料——玻璃钢制品,使用的有机溶剂成分、种类、比例,制造车间的体积大小及密封程度、循环风控制量及换风次数以及生产班次的安排,是间断生产还是连续生产等。
对此,肖岗行提出,适合中小游艇企业VOCs排放治理的方案,是采用“固定床吸附浓缩+催化氧化一体机”的处理工艺。由于中小型游艇企业间断生产,规模小,生产不稳定,采取这一技术不仅符合环保要求,而且开停方便,运行费用低、投资少,游艇制造企业可根据规格不同选择相应型号的设备。而且,该设备安全可靠,运行稳定,可实现无人值守。
他表示,对于大中型游艇制造企业而言,采用“沸石转轮吸附浓缩+催化氧化装置一体机”的处理工艺也值得借鉴。沸石转轮浓缩系统在处理大风量低浓度的废气、连续性操作、效率稳定度、废气排放状况等方面均优于固定床系统,转轮同时亦有低压损、无吸附损耗、极少可移动组件的优点。转轮主体为无机性蜂巢疏水性沸石,对于高温度的挥发性有机气体,沸石亦能有效处理,使用寿命长达十年以上。而且,转轮浓缩吸附技术优势在于使大风量、低浓度的废气转换为小风量、高浓度的废气,减小后续处理设备的规模、投资以及运行费用。沸石转轮吸附材料由无机氧化物组成,阻燃性好,设备运行安全可靠。该处理技术综合处理效率大于97%,可以使游艇企业花较少的钱实现环保达标及节能减排的目的。