船舶工業涂裝及揮發性有機物控制技術現狀及發展趨勢

0世紀70年代以前，在傳統的造船工程中，船舶涂裝技術相當落后，曾被稱為“敲鏟油漆”。從20世紀80年代初開始，船舶涂裝領域發生了一系列的重大變革。鋼鐵原材料預處理和涂裝車間底漆的新工藝獲得普遍應用;以室內噴丸除銹和動力工具除銹代替了原始落后的手工敲鏟除銹;國外各種新型的高性能涂料不斷受到應用;各種先進的設計與生產技術、管理方式不斷獲得應用，并結合我國實際情況逐步得到發展提高。

從20世紀90年代中期開始，船舶涂裝技術領域得到了長足的進步。世界主要造船國在涂裝工藝發展趨勢是涂裝工藝向機械化、自動化方向發展，用得最多的是自動噴涂工藝，包括有氣噴涂(常壓、低壓)、無氣噴涂、靜電噴涂、無氣靜電噴涂和有氣靜電噴涂，各工藝的涂裝效率見表2靜電噴涂的涂裝效率較高，一般可達85%，有氣噴涂的涂裝效率僅為40%。

國內主力船廠建成了一大批與造船發展相適應的先進的大型涂裝設施，如鋼材預處理生產線分段涂裝工場配備磨料自動回收、自動噴漆、自動除塵裝置，以及溫度、濕度自動控制裝置等，大大提高了涂裝工作效率和質量;在涂裝設計、施工、質量管理、物料管理等方面完善了標準體系;開始確立涂裝作業周期應有的地位，推進并建立了殼舾涂一體化造船模式;實現了應用計算機輔助涂裝生產設計和生產管理，大大提高設計質量和效率，提高工料可控率;逐步推廣應用采用高性能專用涂料，低表面處理涂料，通用型底漆，較大幅度提高勞動生產效率;大力開展船舶涂裝設計人員、質量檢驗人員、施工人員的技術培訓，提高了涂裝專業人員的專業素質，和處理相關問題的應變能力。

由于造船行業的特殊性，早期的涂裝過程主要是在露天室外進行，氣體的收集難以進行，也就無從進行排氣處理。近10多年來，由于涂裝工藝質量要求、涂裝生產效率及環境保護等多方面的要求，原料、分段構件等體積相對不大的工件的涂裝工作越來越多的在室內涂裝工場進行。

2006年12月8日，國際海事組織(IMO)第82屆海上安全委員會通過了《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》，并將其列入《國際海上人命安全公約》，使之成為強制性標準，該標準明確指出，2008年7月1日以后簽訂建造合同的500總噸以上所有類型船舶專用海水壓載艙及船長不小于150m的散貨船雙舷側處，2006年12月8日以后簽訂建造合同的船長150m以上的油船和船長90m以上的散貨船都必須符合這一標準。該標準有四要點：(1)保護涂層系統的目標使用壽命為15年;(2)對環氧樹脂涂層干膜厚度不小于320μm，建議使用低揮發性有機物的涂料;(3)壓載艙涂料系統應是由主管當局認可的涂料;(4)船廠的涂裝和表面質量控制系統須由主管當局或其承認的組織認可。此外對鋼板鹽分濃度、涂層破損率以及板材邊緣圓弧度等都比過去有了更加嚴格的要求。例如要求每個分段大合攏后涂層的破損率即涂層損壞面積占艙室總面積的比率不得超過2%，以我國目前船廠的硬件設備和管理水平很難達到。我國船廠分段大合攏后涂層的破損率普遍在10%以上。

《船舶專用海水壓載艙和散貨船雙舷側處所保護涂層性能標準》的實施，對涂裝環境的要求變高，傳統的露天涂裝已無法滿足要求，分段涂裝工場內進行表面處理和涂漆施工的工作量明顯增大，這也給船舶涂裝過程的揮發性有機物的收集和凈化提供了有利條件。近10年來，涂裝工場室內涂裝的工作量明顯增大，很多船廠現有的涂裝車間已無法滿足生產需要。

船廠的涂裝排氣的收集是污染控制的關鍵難點之一。室內涂裝使得大規模的收集和處理揮發性有機氣體成為可能。其余包括部分船體的搭棚涂裝裝，并對圍擋的空間進行通風集氣，對于一些相對密閉的艙室內部的涂裝可在其現有的工藝通排風系統上安裝標準化的活性炭吸附裝置以減少排放。而吸附飽和的活性炭罐可運送至集中再生車間進行集中再生。

目前船廠涂裝工場的污染氣體的收集系統形成的是大風量低濃度且濃度波動的氣體。而目前大風量低濃度氣體的凈化技術主要有吸附濃縮加催化燃燒，及吸附濃縮加蓄熱燃燒(RTO)。從安全的角度考慮，目前與各類熱力氧化過程耦合的吸附濃縮工藝采用的吸附劑已由傳統的炭基材料向疏水性分子篩轉變。但轉輪濃縮加蓄熱燃燒系統對于排風強度波動的排氣凈化的適應性還須完善。