“在汽車、化工等行業(yè)應(yīng)用成熟的揮發(fā)性有機物（VOCs）處理技術(shù)，能否適配船舶工業(yè)？”這可能是近年來造船企業(yè)VOCs治理者們最為糾結(jié)的問題。
根據(jù)有關(guān)政策規(guī)定，上海地區(qū)船企從2015年第四季度起開始繳納VOCs排污費，并對相關(guān)預(yù)處理生產(chǎn)線、涂裝間、調(diào)漆間的空氣處理裝置進行升級改造。但正如大多數(shù)人反映的那樣，VOCs處理對船企而言是一個新課題。船企負責人擔心花費上千萬元購進的設(shè)備，最終無法適應(yīng)船舶生產(chǎn)特性甚至無法滿足排放要求。
一個好消息是，具有船舶工業(yè)特色的VOCs處理技術(shù)已經(jīng)從圖紙、示范工程真真切切地走進了船廠。近日，記者在上海江南長興造船有限責任公司的8號涂裝間看到，一套針對船廠涂裝間VOCs濃度特征而研發(fā)的VOCs處理設(shè)備正在試運行。該套設(shè)備由滬東重機子公司中船海洋動力部件有限公司牽頭，聯(lián)合南京中船綠洲環(huán)保有限公司研發(fā)制造，可提供“VOCs高效收集——漆霧有效處理——VOCs高效凈化”的一體化解決方案，具有高效捕集、高效處理、智能控制、經(jīng)濟安全、成熟穩(wěn)定的特點。目前，該設(shè)備VOCs處理效果已滿足上海市的排放新標準要求。
上海率先垂范 ，船企面臨“選擇題”
上海市是全國VOCs減排的先行者。早在2014年，上海市就對VOCs防治展開全面部署，并從2015年第四季度開始，對當?shù)?000家排放量較大的企業(yè)收取VOCs排污費，各大在滬船企囊括其中。自2017年7月1日起，上海市污染物排放濃度、速率執(zhí)行新標準——《船舶工業(yè)大氣污染物排放標準》（DB31/934-2015）。隨著新標準的全面推行，上海市環(huán)境保護局發(fā)布最新要求，所有船舶工業(yè)涂裝作業(yè)的排放設(shè)施必須全面升級改造，符合最新標準，否則將面臨停產(chǎn)整頓的處罰。
目前，各行業(yè)對VOCs治理達成了共識：應(yīng)以源頭減排為核心，過程控制為重點，末端治理為手段。而從船企生產(chǎn)的實際情況來看，現(xiàn)階段做好VOCs的末端治理，效果最為立竿見影。有數(shù)據(jù)顯示，鋼板預(yù)處理和分段涂裝間的有組織排放約占船企VOCs產(chǎn)生量的60%。由此可見，這將是船企開展VOCs末端治理的“主戰(zhàn)場”。
那么，船企現(xiàn)有的處理設(shè)備無法滿足VOCs減排要求嗎？據(jù)了解，此前船廠涂裝間普遍采用“活性炭吸附+催化燃燒”的凈化手段。“在短時間內(nèi)，它的確可以滿足上海市對廢氣排放濃度的規(guī)定要求。”有業(yè)內(nèi)人士介紹，這種技術(shù)的弊病主要存在兩個方面：一是活性炭的燃點低，屬于危險品，易給企業(yè)生產(chǎn)埋下安全隱患；二是活性炭需要經(jīng)常性更換，會產(chǎn)生大量危險廢物，維護成本高，給企業(yè)造成很大的負擔。
傳統(tǒng)的做法不可取，“外來的和尚”是否好念經(jīng)呢？“‘沸石轉(zhuǎn)輪+焚燒爐（RTO）’的技術(shù)在汽車、化工等行業(yè)被普遍采用。這是一種適應(yīng)于連續(xù)作業(yè)、濃度恒定的工況下的處理技術(shù)，因此，其更適合船企的鋼板預(yù)處理線。”據(jù)專家介紹，船廠噴涂間的VOCs濃度存在明顯波動，通常噴涂作業(yè)開始后1~2小時的VOCs濃度最高，而在濃度較低的情況下，RTO技術(shù)需要通過持續(xù)燃燒天然氣來保障除凈率。“從前期成本、后期運行的角度來看，RTO成本過高，船企需要高效且更為節(jié)能的處理技術(shù)。”
產(chǎn)學研再聯(lián)手，VOCs處理技術(shù)應(yīng)運而生
2016年年底，在取得上海市科學技術(shù)委員會批復(fù)后，由滬東重機子公司中船海洋動力部件有限公司牽頭，協(xié)同上海市環(huán)境科學研究院、華東理工大學組成的聯(lián)合團隊，正式啟動實施“大型涂裝工藝VOCs處理關(guān)鍵技術(shù)集成與示范項目”，旨在針對VOCs排放量大、污染嚴重的典型涂裝行業(yè)VOCs排放控制過程，研究開發(fā)大型涂裝工藝VOCs處理關(guān)鍵技術(shù)，支撐船舶工業(yè)涂裝VOCs排放控制。
經(jīng)過一年多的努力，三方通過對工藝的不斷驗證和優(yōu)化，成功開發(fā)了“試驗裝置1.0”和“試驗裝置2.0”，處理效果達到并超過預(yù)期指標，符合上海市最新排放標準。2017年11月，中船海洋動力部件有限公司著手開展大型涂裝車間VOCs高效減排示范工程的改造工作，使設(shè)備每小時的處理風量從4000立方米升級到4萬立方米。“示范工程采用智能送排風系統(tǒng)，對噴涂車間氣流組織進行優(yōu)化，漆霧捕集率大于90%，平均處理效率高達94.6%，處理效果達到并超過預(yù)期指標，并已通過第三方機構(gòu)的檢測。”據(jù)介紹，自2018年2月示范工程進入裝置試運行階段以來，設(shè)備運行情況穩(wěn)定。
中船海洋動力部件示范工程
船廠涂裝車間的VOCs治理具有負荷不均衡、處理風量大、運行成本高等特點。為此，該型VOCs處理集成裝置采用了新型的VOCs吸附材料，能耐較高溫且使用壽命在5年以上；針對船廠涂裝車間每天1～2小時的VOCs濃度特別高的情況，采用負荷緩沖、二次過濾技術(shù)，起到削平波峰的作用，大大提高了后續(xù)處理裝置的效能和使用壽命；在進氣口，針對廢氣中含有的大量漆霧，研發(fā)人員開發(fā)了具備自凈功能的新式漆霧過濾裝置，該裝置具有“零耗材、零危廢”特點，并帶有通暢排風的效果。除此之外，該型VOCs處理集成裝置還采用流體力學計算模擬技術(shù)，實現(xiàn)風量的優(yōu)化分配，在高負荷作業(yè)工段，選擇高風量送排風方案；在無人員參與的低濃度揮發(fā)階段，選擇小風量的智能送風方案。此外，該型設(shè)備還采用了余熱回收再利用技術(shù)，大大降低了運行成本；采用集成及自動化控制技術(shù)，可實現(xiàn)24小時全程監(jiān)控無人值守運行。
2017年11月，江南長興造船率先簽下了該型裝置的首套設(shè)備。在江南長興造船的8號噴涂間，VOCs處理設(shè)備從今年4月初開始進行試運行，并通過了第三方檢測。近日，設(shè)備商對送風系統(tǒng)進行了改造，對噴涂間氣流組織進行優(yōu)化，提高了漆霧捕集率，降低了設(shè)備處理風量，做到低風量情況下達到預(yù)期處理效果，進一步節(jié)約設(shè)備運行能耗。
華潤大東涂裝間改造項目
2018年年初，上海華潤大東船務(wù)工程有限公司與中船海洋動力部件有限公司簽約改造涂裝車間。目前，該項目已進入試運行階段，據(jù)悉，華潤大東是目前上海唯一一家已經(jīng)安裝VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)的船企。
