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热点解读 | VOCs与铸造行业有什么关系？ （中国铸造协会耐磨材料与铸件分会）
中国铸造协会新发布的协会标准《铸造行业大气污染物排放限值（T/CFA 030802-2--2017）》当中也规定了VOCs的限值：
● 1级限值（造型机、制芯机、抛丸机、落砂机、打磨机、砂再生等设备；车间或生产设施排气筒处监测）：VOCs浓度排放限值 50mg/m3 ● 2级限值（除冲天炉外的所有熔炼设备及铸造工序设备；车间或生产设施排气筒处监测）：VOCs浓度排放限值 50mg/m3
那么，这个VOCs到底是什么？它和我们铸造行业有什么关系呢？
什么是VOCs？ VOCs是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文缩写。通常指一般指常温常压下为气态（沸点50℃—260℃）的有机物，这些有机物可以挥发在空气里，具体的种类可能成千上万，例如烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等。从环保角度，我们关心的是一些主要的种类：对人类有毒有害的，或有可能在大气里经过了一系列光化学反应之后对人类有毒有害的（VOCs还被认为是PM2.5和臭氧的重要前体物）。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷，还有甲醛，等等。在中铸协标准中，VOCs的浓度计算包括甲醛、苯酚、苯、甲苯和二甲苯。 前些年，由于各类涂料和建材的大量使用，室内的VOCs污染问题就已经开始引起人们重视。室内VOCs主要来自建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品等，在产生明显异味的同时，人们还发现室内空气中VOCs浓度过高时很容易引起急性中毒，导致头痛、恶心、呕吐、或呈酩醉状，重者会出现肝中毒、昏迷、有的还可能有生命危险；低浓度的慢性中毒也会损害肝脏和神经系统，有的还可能引起内分泌失调、影响性功能，甚至引发白血病。同样的问题近些年也在汽车的车内饰上引起了人们的重视。 事实上，不仅是家里装修使用的劣质油漆和板材会有上述隐患，在工业领域有更多的大量排放风险。例如油漆生产和喷涂过程，印刷及油墨生产厂家，家具生产厂家，及油漆等的原料——石化行业等。这些工业源的污染产生量更大，这些行业的从业工人也比家里刚装修人受到多得多的毒害。VOCs问题一直存在，只是由于它不像雾霾那样能很容易被看到，因此对它的严管和治理才姗姗来迟。试想一下，家里装修有异味我们可以开窗通风，如果整个大气都被VOCs严重污染了，我们该怎么办呢？
铸造行业也会产生VOCs？ 中铸协新颁布的标准明确给出了VOCs的限值，可见这一问题也存在于铸造行业。根据对装修VOCs污染的经验，我们很容易想到，这一问题首先会产生在使用油漆的环节；其次，还会发生在使用相关化工产品，特别是有机物的环节，很容易想象一旦接触高温的铁水，这些有机物很容易挥发到空气中，成为VOCs。铸造行业中最主要的VOCs来源包括以下几方面： ● 喷漆 这是很多铸造企业都有的一个工艺环节。作为产品销售的铸件，需要各色的油漆来包装自己，或用于标志生产者，或用于配合客户要求。而为获得最好的油漆涂装效果，喷漆就是很多企业选择的方式。但这么一喷，必定有大量漆雾没有喷到铸件上，而是飘散到了空气里。被工人吸进去了，就是毒害，飘出去了，就是污染。目前，还有相当多的铸造企业对喷漆环节没有进行控制，甚至是露天喷漆。 ● 树脂/酯类 树脂砂工艺是现在很多铸造企业使用的工艺，不论树脂的具体种类、牌号，它们都是有机物，它们在高温下分解、反应，也会形成VOCs。已有研究表明树脂砂浇铸过程会产生苯、甲苯等VOCs类有机物，而树脂砂热法再生过程中产生的VOCs种类则更多。 ● 消失模 消失模工艺因其所使用的发泡塑料模具可以在浇注时自动“消失”，而极大简化了铸造流程，因而被认为是易于实现清洁生产的先进技术。但严格来说，消失模并没有“消失”，而是几乎全部变成了VOCs。消失模最常用的EPS化学成分是聚苯乙烯，看这个名字我们就可以想象它变成气体后会含有多少种类的苯系物。在考虑了这一点之后，我们对消失模的认识就完全不同了——这种与其他工艺相比需要额外产生大量VOCs的工艺真的清洁吗？
表：不同企业消失模工艺真空泵排出管内废气的浓度（mg/m3）
作为企业我们能对VOCs做些什么？ ● 源头削减 污染的治理首先需要考虑是否可以从其产生源头上加以控制：我们能不能不产生VOCs呢？比如喷漆问题，我们是否一定要使用喷的方法呢？以往很多企业在上涂料这一步也是使用喷的方法，但现在更多企业改用流涂，是否可以借鉴？再退一步，我们是否一定要给铸件上油漆呢？某些铸件产品是为下游设备生产商供货的，某些是机械设备的配件或零件，它们表面的油漆在功能上是完全没有必要的，那么我们是否能在取得客户谅解的情况下删去喷漆这一环节呢？ 过去，产生和排放VOCs并不会给我们企业带来什么损失，但现在不同了，违法和罚款的风险让我们不得不考虑这一问题，经济帐也要重新算了。比如要不要用消失模工艺的问题，我们自然需要这一工艺来生产精密的零件，但你确定你要让几米宽那么大一块EPS全部变成VOCs，然后冒着被环保督查曝光罚款和工人被毒害索赔的风险提心吊胆，最终被逼配上上百万的废气收集处理设施，而只是为了生产一块卖几千块的铸铁闸门板吗？在污染排放=成本增加的时代，从源头上不产生污染才是皆大欢喜的。
● 过程控制 如果污染的产生是不可避免的，我们应该要能够控制它：你需要让VOCs问题和你的企业生产经营情况一样完全在你的掌控之中。想要处理VOCs，第一步就是要收集，把无组织排放的VOCs给“组织”起来、控制住，引导它们去它们该去的地方。比如消失模工艺，需要强力的真空泵对砂箱进行抽气，此外还必须根据每个企业的实际情况改进浇注操作，确保严格避免大量发气的VOCs向厂房里逸散。比如喷漆问题，目前已有水帘柜等设备收集未喷在产品上的漆雾，而家具、汽车喷涂等喷漆使用较多的行业使用密闭喷漆房，内设循环水帘，来收集漆雾颗粒，同时抽气以收集气态污染物。目前已有铸造企业尝试使用类似工艺。
图：某铸造企业喷漆房水帘循环水
● 末端治理 环保部门对企业排污的检测位置是企业的边界，这就是说只要我们在企业内部把污染处理掉就可以了。所以最后，我们还是需要对产生并收集的VOCs进行处理。目前对有机废气的处理已有多种成熟设备，其原理包括：使用活性炭等对有机废气进行吸附，使用燃烧、电离、光催化氧化等方法使有害废气转化为无害的二氧化碳和水，等等。 图：喷漆废气处理设施（网络图片） 需要指出的是，VOCs的治理需要全过程的解决方案。流程包括：VOCs污染排放环节排查、VOCs监测体系及总量估算、全过程VOCs治理方案编制（一厂一方案）、生产工艺源头控制措施、定制化末端VOCs治理技术方案、治理效果评估及减排量评估，等等。
VOCs（挥发性有机物）占领环保新闻头条只是一个开始。《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》已于2017年7月20日审议通过，即将正式印发，并提出推动VOCs排污费试点。不断出现的新环境问题，不断更新的环保政策法规，对我们企业来说，无疑是巨大的挑战。然而，如何面对这些挑战、如何在挑战面前采取行动，对企业发展来说不也是巨大的机遇吗？
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发表于 2017-9-15 00:15:19
发表于 2017-9-15 08:31:30
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