При нанесении лакокрасочных материалов

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производился в соответствии с методикой расчетов выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (по величинам удельных выделений), разработанной НИИ по охране атмосферного воздуха в 1997 г. [17].

Основные термины и определения методики приведены в табл. 46.

Таблица 46. Термины и определения методики

Загрязнение атмосферы	Изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примеси
Удельное выделение загрязняющего атмосферу вещества	Количество (масса) данного вещества, выделившееся в ходе технологического процесса отнесенное к единице материального показателя, характеризующего этот процесс
Краска	Жидкий или порошкообразный продукт, содержащий пигменты, которые после нанесения на поверхность образует непрозрачную пленку, обладающую защитными, декоративны ми или специальными техническими свойствами
Лак	Продукт, который после нанесения на поверхность образует твердую прозрачную пленку, обладающую защитными, декоративными или специальными техническими свойствами.
Растворитель для лакокрасочного материала	Жидкость одно или многокомпонентная, летучая в условиях сушки, в которой пленкообразующее полностью растворяется
Шпатлевка	Продукт пастообразной или жидкой консистенции применяемый для устранения небольших дефектов поверхности перед окраской.

При определении выделений при нанесении лакокрасочных материалов используются расчетные методы с применением величин удельных выделений загрязняющих веществ (г/кг).

Процесс формирования покрытия на поверхности изделия заключается в нанесении лакокрасочного материала (ЛКМ) и его сушке. Процесс нанесения покрытия может быть различным, но преимущественно осуществляется методом пневматического распыления.

В процессе окраски и сушки происходит полный переход летучей части краски (растворителей) в парообразное состояние причем, при окраске выделяется 20–30 % паров растворителей, при сушке – остальное его количество. Выброс полютантов (загрязнителей) зависит от ряда факторов: способа окраски, производительности применяемого оборудования, состава лакокрасочного материала и др.

Задание. Произвести расчет выбросов для каждого из вида лакокрасочных материалов, исходя из возможного времени окрашивания от 3 до 5 ч, времени сушки от 3 до 4 ч. Количество расходуемых средств: шпатлевки – от 50 до 230 кг; грунтовки – от 500 – 1500 кг; лаки – от 150 до 750 кг; эмали – от 250 до 2000 кг; растворители – от 30 до 300 кг. Для расчетов применить различные способы окрашивания из табл. 2.

Устанавливаемые нормативы загрязняющих веществ характеризуются следующими величинами:

– максимально разовое значение, г/с;

– валовое значение, т/год.

Расчёт выброса летучей части проводится по формулам:

M_{вал. крас} = m_k · F _p · D ₂ · 0,0001 (D _x / 100) / 1000, т/год; (42)

M_{вал. суш} = m_k · F _p · D ₃ · 0,0001 (D _x / 100) / 1000, т/год; (43)

M_{вал.общ} = M_{вал. крас} + M_{вал. суш} (44)

где m_k – масса краски, используемой для покрытия, кг/год; F _p – доля летучей части (растворителя) в ЛКМ, %; D ₂ – пары растворителя при окраске (% от общего содержания растворителя в краске, табл. 47); D ₃ – пары растворителя при сушке (% от общего содержания растворителя в краске, табл. 2); D _x – содержание компонента в летучей части ЛКМ, % (табл. 48).

Максимально разовый выброс (M_макс, г/с) равен максимальному значению из 2-х расчетов:

M_{вал. суш}: (t ₁ · 0,0036) или M_{вал. крас} : (t ₂ · 0,0036), (45)

где t ₁ – время проведения сушки, ч; t ₂ – время проведения окраски, ч

Расчёт выброса аэрозоля (взвешенные вещества) проводится по формулам:

M_вал. = M · D ₁ · 0,01 · 0,001 (100 – F _p) / 100 / K _oc, т/год, (46)

M_макс. = M_вал.: t₂ : 0,0036, г/с, (47)

где D ₁ – доля аэрозоля при окраске, %; К _ос – коэффициент оседания аэрозоля краски в зависимости от длины газовоздушного тракта (К _ос = 1, так как длина воздуховода менее 2 м; либо воздуховод отсутствует).

Таблица 47. Выделение загрязняющих веществ при нанесении
лакокрасочных покрытий

Способ окраски	Доля аэрозоля при окраске, D 1	Пары растворителя (% от общего содержания растворителя в краске)
При окраске, D 2	При сушке, D 3
Пневматический
Безвоздушный	2,5
Гидроэлектростатический
Пневмоэлектростатический	3,5
Электростатический	0,3
Горячее распыление
Окунание	–
Струйный облив	–
Электроосаждение	–
Покрытие лаком в лаконаливных машинах: – металлических изделий – деревянных изделий	– –

Таблица 48. Состав лакокрасочных материалов

Вид	Марка	Доля летучей части (растворителя), F p, %	Наименование	Содержание компонента D x в летучей части ЛКМ %
Шпатлевки	ПФ-002		Сольвент
	НЦ-007		Ацетон
			Бутилацетат
			Этилацетат
			Спирт н-бутиловый
			Спирт этиловый
			Толуол
	НЦ-008		Ацетон
			Бутилацетат
			Этилацетат
			Спирт н-бутиловый
			Толуол
	НЦ-173	96,9	Бутилацетат
			Этилацетат
			Спирт н-бутиловый
			Спирт этиловый
			Этилцеллозольв
			Толуол
Грунтовки	ЛК-070		Ацетон	20,04
			Спирт н-бутиловый	12,6
			Ксилол	67,34
	ГФ-017		Ксилол
	ГФ-021		Ксилол
	ГФ-0119		Ксилол
	ГФ-030	24,75	Уайт-спирит
	ГФ-031		Ксилол	28,7
			Уайт-спирит	35,65
			Сольвент	35,65
	ГФ-032		Сольвент
	ГФ-0163		Сольвент
	ВЛ-2		Спирт н-бутиловый	28,2
			Спирт этиловый	37,6
			Ксилол
			Ацетон	28,2
Эмали	АС-182		Ксилол
			Уайт-спирит
			Сольвент
	АК-194		Бутилацетат
			Спирт н-бутиловый
			Спирт этиловый
			Толуол

Окончание табл. 48

Эмали	АК-1102	80,5	Ацетон	29,13
			Бутилацетат	29,13
			Спирт н-бутиловый	2,91
			Ксилол	38,83
	ГФ-92		Уайт-спирит
			Ксилол
			Спирт н-бутиловый
	ГФ-92ГС		Сольвент
	ГФ-820		Ксилол
			Уайт-спирит
	МЛ-12		Спирт н-бутиловый	20,78
			Уайт-спирит	20,14
			Этилцеллозольв	1,4
			Сольвент	57,68
	МЛ-152		Спирт н-бутиловый	20,85
			Спирт изобутиловый	9,59
			Уайт-спирит
			Сольвент	14,07
			Ксилол	39,76
			Бензин	2,73
	МЛ-158		Спирт н-бутиловый	37,03
			Уайт-спирит	30,72
			Ксилол	32,25
	ПФ-115		Ксилол
			Уайт-спирит
Лаки	АК-113		Бутилацетат	50,1
			Спирт н-бутиловый	19,98
			Спирт этиловый	9,94
			Толуол	19,98
	АК-113Ф		Спирт н-бутиловый	20,7
			Ксилол	79,3
	БТ-99		Уайт-спирит
			Ксилол
	КФ-965		Уайт-спирит
Растворители	Р-4		Ацетон
			Бутилацетат
			Толуол
	Р-4А		Ацетон
			Толуол
			Ксилол
	N 648		Бутанол
			Этанол
			Бутилацетат
			Толуол

Пример расчета. Расход эмали МЛ-158, m_k = 100 кг/год.

Время проведения сушки t ₁ = 3 ч, время проведения окраски t ₂ = 4 ч.

Способ окраски – пневматический.

Расчёт выброса летучей части для трех компонентов:

M_{вал. крас. уайт-спирит} = 100 · 47 · 25 · 0,0001 · (30,72 / 100) / 1000 =

= 0,003609 т/год;

M_{вал. крас. спирт н-бутиловый} = 100 · 47 · 25 · 0,0001 · (37,03 / 100) / 1000 =

= 0,004351 т/год;

M_{вал. крас. ксилол} = 100 · 47 · 25 · 0,0001 · (32,25 / 100) / 1000 =

= 0,003789 т/год;

M_{вал. суш. уайт-спирит} = 100 · 47 · 75 · 0,0001 · (30,72 / 100) / 1000 =

= 0,010828 т/год;

M_{вал. суш. спирт н-бутиловый} = 100 · 47 · 75 · 0,0001 · (37,03 / 100) / 1000 =

= 0,013053 т/год;

M_{вал. суш. ксилол} = 100 · 47 · 75 · 0,0001 · (32,25 / 100) / 1000 =

= 0,011368 т/год;

M_{вал.общ. уайт-спирит} = 0,003609 + 0,010828 = 0,014437 т/год.

M_{вал.общ. спирт н-бутиловый} = 0,004351 + 0,013053 = 0,017404 т/год.

M_{вал.общ. ксилол} = 0,003789 + 0,011368 = 0,015157 т/год.

Максимально разовый выброс составит:

Уайт-спирт, M_макс = 1,002592 г/с, так как

0,010828: (3 · 0,0036) > чем 0,003609_. : (4 · 0,0036).

Спирт н-бутиловый, M_макс = 1,208611 г/с, т.к.

0,013053: (3 · 0,0036) > чем 0,004351_. : (4 · 0,0036).

Ксилол, M_макс = 1,052592 г/с, так как

0,011368: (3 · 0,0036) > чем 0,003789_. : (4 · 0,0036).

Расчёт выброса аэрозоля (взвешенные вещества):

M_{вал. аэроз.} = 100 · 30 · 0,01 · 0,001 · (100 – 47) / 100 / 1 = 0,015900 т/год

M_макс. = 0,015900: 4: 0,0036 = 1,104166 г/с.

Итоговые значения оформляют по форме табл. 49.

Таблица 49. Результаты расчётов выбросов (эмаль МЛ-158)