中国航空规划设计研究总院有限公司 北京市 100120
摘要：本文梳理飞机整机喷漆工艺流程、总结了喷漆废气的特点，对不同喷漆废气处理方法进行比选，并结合喷漆废气的特点选择最优的喷漆废气处理方法，为同类喷漆项目的废气处理方式提供决策。
关键词：飞机整机 喷漆 有机废气
飞机整机喷漆有机废气指的是在进行对飞机喷漆过程中产生有机废气。其中整机喷漆有机废气的治理方式关系到能否满足国家环保排放要求，能否满足生产工艺及使用要求。如何选择有效、合理、运行维护方便、节约成本的废气处理方式，是设计人员应该研究探讨及解决的问题。
一、喷漆废气及其危害性
1、喷漆废气
喷漆废气指的是在进行喷漆的喷涂过程中产生的喷漆喷雾微粒（漆雾）以及其他形式的挥发性有机废气、异味。主要包括两部分：（1）漆雾：液态油漆在高压作用下形成的雾化粉尘颗粒物，呈粘稠状，极易吸附在所接触的物体上。（2）挥发性有机废气主要包括：苯系物（苯、甲苯、二甲苯等）、丙酮等等。有机溶剂是用来稀释油漆以达到喷涂工艺的要求，但有机溶剂极易挥发，不能长时间随油漆附着在物件表面，在喷涂及晾干过程将全部释放出来，从而形成有机废气。
2、危害性
喷漆产生的有机废气中含有大量苯系物等有机物质，其具有较强的毒性，严重危害人体的健康。在实施喷漆喷涂的过程中，这些有机物质作为溶剂被喷洒出去，一部分附着于飞机的表面，起到喷漆效果；另有部分悬浮于空气之中，通过呼吸道和皮肤进入人体后能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性病变。
有机废气还会造成严重的环境污染；其排放还会造成资源的浪费，加大生产成本。随着工业化进程的发展，带动了经济的发展，同时带来的污染也越来越多；国家新的《环保法》、《大气污染防治行动计划》等一系列法规出台，各地区相继制定工业企业挥发性有机物排放控制标准，因此，加强废气污染治理及研究，刻不容缓，对于飞机喷漆废气处理选择最优方式是个必然的课题。
由于对漆雾处理技术相对成熟，主要有：1、湿式净化（无泵漆雾水幕过滤器）2、干式净化（一、二级漆雾过滤），本文主要针对飞机喷漆有机废气处理方法进行探讨。
二、飞机整机喷漆工艺
本文以波音某系列飞机喷漆的工艺为例说明，喷漆完整流程如下：准备→打磨→清洁剂清洗→水膜测试实验→对不喷漆部分进行遮蔽→喷涂AC-131→喷底漆→干燥→喷面漆→干燥→去除遮蔽纸→检验→下一步其他工作，上述工序均在一个喷漆机位内完成。
三、飞机喷漆废气特点
根据飞机整机喷漆工艺流程，结合喷漆通风等条件，喷漆废气特点如下：
1、风量大
飞机整机喷涂过程均为人工手持喷枪喷涂作业方式，飞机喷漆机库体积很大，以波音飞机喷漆机库为例，高度在30米左右，喷漆设计规范的要求，通风设计量可达50000m3以上。
2、排放呈间歇性
根据喷漆工艺流程在一个喷漆大厅中完成，喷漆生产工序过程不连续，则有机废气排气呈不连续状态。
3、浓度低
由于喷漆机库风量较大，结合现有喷漆车间的检测数据，有机废气浓度数据一般在10mg/m3以下，有机废气浓度较低。
四、飞机喷漆废气的处理技术
有机废气处理方法有多种，飞机整机喷漆废气的特点，适合的处理技术主要有以下几种：
1、活性炭吸附处理方法
吸附技术是最为经典和常用的气体净化技术，也是目前工业有机废气治理的主流技术之一，其原理是利用活性炭的多孔结构，将废气中的VOC捕获。将有机废气通过活性炭，其中的有机物被活性炭吸附，废气得到净化。
2、活性炭吸附+脱附组合处理方法
这种处理方法属于一种组合方法，在活性炭脱附的方法加一套脱附装置。增加活性炭使用次数和减少活性炭的更换
3、等离子体技术法
基本原理是在高压电场的加速作用下，产生高能电子，当电子平均能量超过目标治理物分子化学键能时，分子键断裂，达到消除气态污染物的目的。
4、UV光解处理法
利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。运用高能UV紫外线光束及臭氧对有机废气进行协同分解氧化反应，使有机废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。
5、沸石转轮+RTO/RCO组合方法
该方法为组合方法，该系统采用蜂窝轮，连续不断地将低浓度、大风量的排气中的有机溶剂吸附、分离。然后，再用小风量的热风脱附得到高浓度、小风量的含有机溶剂气体。浓缩后的气体再与蓄热式热氧化/蓄热催化燃烧组合。由于脱附风量远小于吸附风量，因此脱附后气体中的有机溶剂浓度可以增加10－20倍。
结合废气处理方法的特点，本文对上述方法进行比选，结果见下表。
表 各种废气处理方法对比表
综上所述，飞机喷漆废气处理的方法以活性炭吸附或活性炭吸附+脱附的方式为最优。
五、实际案例
根据调研，目前实际飞机整机喷漆废气处理主要以下方式：1、湿式净化（无泵漆雾水幕过滤器）+活性炭吸附；2、干式净化（一、二级漆雾过滤）+活性碳吸附；如：AMECO北京飞机维修有限公司喷漆机库、GAMECO广州飞机维修有限公司喷漆机库、上海波音喷漆机库、珠海通飞喷漆机库、舟山波音喷漆机库、天津空客喷漆机库等，都分别采用了上述两种方式之一，目前飞机喷漆机库尚未有建成脱附站的案例。
六、结论
随着科技不断进步和实验研究的不断深入，喷漆废气治理由单一净化工艺向多种工艺结合的方向发展，在发挥不同工艺优势的同时，也规避单一工艺的不足，最大程度提高喷漆废气的处理效率。但复合型处理工艺需要解决投资运行费用高、稳定性不足、操作难度高等问题，要广泛应用喷漆尾气治理还需进一步完善提高。如何以最小的经济成本和人力投资净化喷漆废气达到国家排放标准，减少对环境污染同时带来经济效益还需要相关领域研究人员和企业不断探索和实践。
参考文献：
[1]徐超; 罗灯远 涂装喷漆室有机废气VOC治理技术研究[J] 汽车实用技术 2019.01
[2]陆信章 等离子体联合光催化原理及喷漆废气中的运用 资源节约与环保[J] 2018.05
[3]胡卫华;尹春梅 涂装喷漆废气净化设备的规划分析应用 现代涂料与涂装[J] 2018.01
[4] 中外合资737MAX飞机完工中心建设项目环境影响报告书
[5] 空客天津A330宽体机完成及交付中心环境影响报告书
论文作者:问国强
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：喷漆论文; 废气论文; 飞机论文; 机库论文; 活性炭论文; 方法论文; 整机论文; 《防护工程》2019年12期论文;