低VOC涂料可减少空气污染

  根据美国环境保护署(EPA)的数据,自1970年以来,美国的空气质量稳步提高。从事工业的专业人士认为,这个国家的空气污染已经变得不那么严重了。“某些城市仍存在空气污染问题,”俄亥俄州克利夫兰伊顿公司环境工程部经理约翰伯克说。“一般来说情况会好一些,但不会稍差一些。”俄亥俄州坎东肯公司的政府和公共事务总监罗伯特拉普坚持认为空气质量有所改善。“美国的空气污染大大低于20年前的水平。在过去十年中,投资和遵守规定已经很大。”

  随着数据的积累,美国环保署已经有所改变。“目前的机构重点是对流层臭氧-城市烟雾-以及细颗粒物质,”美国北卡罗来纳州三角研究园环境保护局国家风险管理研究实验室副主任布莱尔马丁说。

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  反映这一重点,去年11月,美国环保署提出修订国家环境空气质量标准(NAAQS)的颗粒物(PM)和臭氧。美国环保署建议制定年度标准,直径为2.5毫米(PM2.5)的颗粒为15毫米/立方米,并设定一个新的24小时标准,50立方米/立方米。本标准适用于直径10μm的颗粒(PM10)。至于臭氧,美国环保署建议将0.08 ppm的标准设定为8小时平均暴露量。美国环保署将于7月19日发布PM2.5和臭氧的最终规定。

  攻击臭氧。对于该国的大部分地区而言,减少臭氧排放涉及切割氮氧化物而不是挥发性有机化合物(VOC)。许多技术具有超出现有低NOx燃烧器的控制水平的潜力。一种选择性非催化还原涉及在NH选择性地与NO反应形成N2和水的条件下,在炉子的上部区域注入化合物以产生NH自由基。“这种方法可以达到50%至60%的NOx用低NOx燃烧器控制在控制之上,“Martin说。

  选择性催化还原(SCR)系统将催化剂置于热烟道气流中,并在催化剂上游注入氨。“你对氨与NO的催化选择性反应。这项技术可以让你控制80%到90%的NOx,”Martin解释道。由位于伊利诺斯州绍姆堡的US Filter/Engineered Systems的子公司ARI Technologies制造的一种这样的SCR系统使用过渡金属氧化物催化剂的流化床。在一个应用程序中,ARI设计了一个Econ-NoxTMSCR系统并在25周内将其改装成污水处理厂。该设备可处理VOC和NOx,实现优于90%的NOx控制,并去除98%或更多的VOC和碳氢化合物。

  天然气再燃,这是一种在海外广泛使用的技术,在主燃烧器区域的正常燃烧条件下形成的NOx中添加了天然气流。这样做有助于消耗多余的空气并产生还原条件。这种情况产生NH自由基和其他将NOx还原为N2的化合物。添加空气可完成二次燃料燃尽。该方法控制50%至60%的NOx。

  符合PM2.5标准。美国环保署的马丁说,有许多有趣的技术可以控制精细PM。一种是超级ESP,这是一种与传统静电除尘器技术相关的技术。另一种是静电织物过滤器。两者的结合包括从沉淀器的最后一块区域移除ESP板并安装静电织物过滤器。

  “人们非常重视低VOC或无挥发性有机化合物涂料,”马丁说,“无论是在涂料本身还是在应用设备方面,都是如此。而且还有大量的创新技术正在开发中。“

  新标准肯定会给行业带来新的成本。对于一些公司来说,这些成本可能成为一个重大问题。如果拟议的PM2.5标准成为法律,“我们会发现在全球竞争中极其困难,”铁姆肯公司的鲍勃拉普说。“我们的一些最大的竞争对手是日本人,中国人,韩国人。他们没有这些标准,但他们确实有其他成本远低于我们的标准。”

  伊顿公司的约翰·伯克(John Burke)持不同看法:PM2.5标准“将影响每个拥有排气管的行业。”但环境控制是否会威胁到伊顿等企业的生存能力?伯克不这么认为。“我们担心新的规定,我们不喜欢被选中。我们可能会达到一个突破点,但我认为我们还没有。”

  如何没有挥发性有机化合物

  伊顿公司生产的卡车变速箱由涂料保护,必须经过480小时的盐雾试验。满足这一要求,以及EPA关于VOCs的法规,需要一些新的东西。伊顿公司的John Burke解释说:“我们这样做是为了研究各种油漆系统。”经过大约1年半的研究,我们发现了一种可水稀释的油漆,其混合配方中VOC含量减少了约98%“。

  其VOC含量使涂料能够润湿表面并渗透到毛孔中。渗透确保粘合。“我们正在绘制一些裸钢表面,一些已经通过铸造供应室涂底漆,以及不同的基材-包括铝,钢,铸铁和软管,”伯克说。“所有这些都必须涂上一种颜色,一种颜色。”

  此外,治愈的速度非常重要。“我们的涂装工艺是变速器的最终操作;零件进行打滑,四次变速打滑,然后收缩包装在一起。好吧,如果油漆仍然发粘,”伯克说,“你可能会收缩-把它们包起来,但是当这个人把收缩包裹起来时,油漆就随之而来。“伊顿公司的油漆在大约15分钟内完成治愈。

  该解决方案不仅需要水性涂料,还需要全新的涂装系统,这使得伊顿的成本超过50万美元。“一切都是新的。我们拥有全新的喷漆枪,”伯克解释道。“我们不能使用任何旧组件,也不能使用原来的油漆工作室。”新涂装系统产生的残留VOC水平非常低,标准不需要捕获。“我们不能用高VOC涂料涂上10个变速器并符合规定,”伯克说。





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