低碳綠色節(jié)能技術(shù)在汽車涂裝中的應(yīng)用

周建國

摘 要：應(yīng)用低碳綠色節(jié)能技術(shù)來促進節(jié)能降耗減排已成為現(xiàn)代化汽車涂裝生產(chǎn)的必然趨勢，本文簡要介紹了低碳綠色節(jié)能技術(shù)在汽車涂裝中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車涂裝;涂裝工藝;節(jié)能;環(huán)境保護

中圖分類號：U466 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0001-02

0 引言

黨的十九大報告中指出：堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策。為了適應(yīng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求和降低制造成本適應(yīng)市場競爭的需要，各大汽車生產(chǎn)企業(yè)都在不遺余力地應(yīng)用低碳綠色節(jié)能技術(shù)來減排降耗和加強對能源使用的管理。涂裝車間是汽車廠投資最大、工業(yè)三廢產(chǎn)生的主要來源，也是能源消耗的大戶，其能耗占整車生產(chǎn)過程總耗能的一半以上，直接影響整個企業(yè)生產(chǎn)成本。本文介紹幾種低碳綠色節(jié)能的涂裝新技術(shù)，通過工藝的改進優(yōu)化、節(jié)能材料的應(yīng)用和熱能回收技術(shù)的應(yīng)用，能夠大幅降低涂裝車間的生產(chǎn)能耗，減少廢氣、廢水、廢渣的排放，降低投資和運營成本，推動汽車涂裝線節(jié)能降耗，將為汽車制造企業(yè)創(chuàng)造不可估量的的經(jīng)濟效益和社會效益，這幾種技術(shù)也是現(xiàn)階段涂裝工程建設(shè)中的重點關(guān)注的項目。

1 低碳綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

1.1 環(huán)保型薄膜前處理技術(shù)

環(huán)保型薄膜前處理技術(shù)是近年來開發(fā)的新一代涂裝前處理技術(shù)。它包括氧化鋯處理、硅烷處理、氧化鋯與硅烷復合處理等幾種不同的技術(shù)路線，它們都能形成納米級的轉(zhuǎn)化膜，通過多條生產(chǎn)線的應(yīng)用實績來看，其與涂層的配套性良好，能完全替代傳統(tǒng)磷化工藝。應(yīng)用環(huán)保型薄膜前處理工藝，槽液無需加溫，工序少，工藝時間短，且環(huán)保型薄膜前處理槽液中不含錳、鎳、鋅等離子，產(chǎn)生的廢水易于處理，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生含有重金屬的沉渣，節(jié)能減排效果明顯。與傳統(tǒng)磷化工藝相比，可節(jié)約能耗50%以上;減少90%以上的沉渣量或無渣。

1.2 低溫固化、低施工電壓、高泳透率陰級電泳涂料技術(shù)

為保證車身防腐蝕能力，其表面的泳涂膜厚應(yīng)內(nèi)表面不小于10μm，外表面18～22μm。為達到上述要求傳統(tǒng)陰極電泳涂料施工時不得不采用延長泳涂時間的方式，在內(nèi)腔膜厚達到標準的同時車身外表面涂膜厚往往達到25～30μm，這就造成了電泳漆的極大浪費。應(yīng)用低溫固化、低施工電壓、高泳透率陰級電泳涂料后，可削減陰極電泳涂料耗量20%左右。同時，新一代高泳透率電泳涂料的烘干溫度可降低10℃，烘干溫度每降低10℃可以節(jié)約能耗10%左右。在節(jié)能降耗方面，高泳透力陰極電泳涂料有著傳統(tǒng)陰極電泳涂料不可比擬的優(yōu)勢[1]。

1.3 翻滾式輸送技術(shù)

圖1所示，翻滾式前處理電泳線中的白車身運動軌跡和連續(xù)式前處理電泳線中的白車身運動軌跡有較大的不同。在翻滾式前處理電泳線中車身能以180°旋轉(zhuǎn)出入槽體，車身空腔內(nèi)的槽液在進入下道工序前能夠比較順暢地排出，車身上殘留的槽液量少，沖洗水量比傳統(tǒng)連續(xù)式方式降低25%左右，廢水的處理量也相應(yīng)地減少，從而節(jié)省了廢水處理費用，有利于環(huán)境保護。除此以外翻滾式電泳線電泳槽長度更短，在布置上更加緊湊，節(jié)省空間。

1.4 PVC密封膠不單獨烘干工藝技術(shù)

該工藝指PVC底涂、粗細密封膠施工后不單獨進行烘烤，而直接進入中涂噴漆工序，PVC及密封膠與中涂油漆一起進行烘干加熱成形。應(yīng)用該工藝使涂裝生產(chǎn)工序更為簡化，節(jié)省了PVC烘干室、強冷室等非標設(shè)備的投資，相應(yīng)地減少了生產(chǎn)線的占地面積，減少了膠烘干及強冷的能源消耗，降低了涂裝生產(chǎn)成本。

1.5 免中涂噴涂工藝技術(shù)

水性免中涂工藝是一種環(huán)境友好型的涂裝工藝，也是目前汽車涂裝運用較為成熟的新技術(shù)，可以更好地滿足環(huán)保法規(guī)的要求，符合節(jié)能減排改善訴求。與傳統(tǒng)3C2B涂裝工藝按照涂裝每輛轎車比較：材料成本增加約7%，由于取消了中涂涂裝、中涂烘烤及中涂打磨，整體壓縮了工藝工序，設(shè)備成本降低約15%，人工成本降低約10%，耗能成本降低約8%，VOC減排約30%，具有相當?shù)沫h(huán)保和成本優(yōu)勢[2]。傳統(tǒng)工藝與免中涂工藝工序長度比較圖2所示：

1.6 低成本模塊化紙盒式噴漆室技術(shù)

傳統(tǒng)噴漆室用的濕式漆霧處理裝置擁有較高的的漆霧捕集率，但其伴隨著水的大量消耗（如汽車涂裝常用的文丘里式噴漆室，其每處理1.0kg漆霧會消耗3.0～3.3kg的水），以及漆霧絮凝劑等多種藥劑和能源的消耗，這種方式也造成了含水率高達80%以上的漆渣大幅增加。紙盒干式噴漆室是近年來開發(fā)的低成本新型噴漆室，它采用模塊式設(shè)計，適用于所有規(guī)格的噴房系統(tǒng)，漆霧過濾模組位于噴漆室格柵板的下方，噴涂過程中含有漆霧的空氣被迷宮式復合過濾器吸附，漆霧被均勻分布于各濾芯中，達到可以與濕式漆霧過濾器相媲美的分離效率。與傳統(tǒng)濕式噴漆室相比：該型噴漆室摒棄了水循環(huán)系統(tǒng)及除渣系統(tǒng)，投資大幅低;模塊更換及操作維護便利，即使非專業(yè)人士/清潔人員也可以操作;因為減少了水循環(huán)及除渣等系統(tǒng)，電的消耗量大約降低10%;噴漆室的排風無需經(jīng)歷除濕再加熱等復雜的處理過程，僅需稍稍降溫就可再循環(huán)使用，可顯著降低空調(diào)的能源消耗;不用消耗水，也無廢水產(chǎn)生，固體廢棄物的量降低70%;采用這種新的漆霧捕集方法后，涂裝單車成本可減少10%以上[3]。低成本模塊化紙盒式噴漆室結(jié)構(gòu)圖3所示。

1.7 噴漆室排風循環(huán)利用技術(shù)

傳統(tǒng)汽車涂裝噴漆室一般都是一次性供/排風，不循環(huán)回用或?qū)⑹止娡慷位赜弥磷詣訃娡慷窝h(huán)利用，送風循環(huán)使用的比例約在20%左右，其余80%左右仍為供新風的方式，因而送風空調(diào)處理室外空氣使之達到噴涂所需溫濕度參數(shù)的能耗很大。近年來噴漆室排風循環(huán)再利用等配套技術(shù)越來越成熟，在配備循環(huán)風系統(tǒng)的噴房內(nèi)，分離凈化后空氣被再次回吸至噴房內(nèi)，排風循環(huán)利用的比例達到80-90%，可顯著降低空調(diào)的能源消耗。噴漆室排風循環(huán)利用原理圖4所示。

1.8 烘干爐廢氣焚燒與加熱一體化技術(shù)（TAR或TNV）

TAR（TNV）是將廢氣處理和向烘干室提供熱能兩種功能合二為一的系統(tǒng)，廢氣采用多級熱回收，最后一級熱回收可用作烘干爐新風預熱或風幕風加熱。經(jīng)幾級換熱器換熱將熱量帶給烘干爐，然后排放，廢氣排放溫度可控制到160～180℃。廢氣污染物去除率98%～99%;可減少1套烘爐加熱裝置，節(jié)約能耗10～20%。

1.9 蓄熱式廢氣集中處理技術(shù)（RTO）

該技術(shù)主要采用蓄熱式的熱量回收方式，這種方式可以將高溫煙氣中帶有的九成以上的熱能進行回收，從而使煙氣排出的溫度降低至180℃以下。冷爐啟動時，由天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量來分解有機廢氣，當待處理廢氣中有機物達到一定濃度以上時，運行中就不需要額外燃燒天然氣，因此運行成本極低，揮發(fā)性有機化合物的去除率可達98%～99%，能顯著改善大氣質(zhì)量。

1.10 涂裝清洗水再生循環(huán)利用技術(shù)

利用膜的特性，實現(xiàn)離子與水進行有效分離，將分離處理后的水重新使用，目前通常使用UF、RO技術(shù)再生脫脂后的清洗水，前處理和電泳后清洗的最終循環(huán)純水洗液。濾液當作自來水或新鮮純水使用，濃縮液返回處理槽。該技術(shù)可以實現(xiàn)電泳系統(tǒng)零排放。最終循環(huán)純水洗液的RO濾液取代純水噴洗。

2 結(jié)語

為了適應(yīng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求和降低制造成本適應(yīng)市場競爭的需要，在涂裝生產(chǎn)中貫徹清潔涂裝生產(chǎn)的理念，在保證涂層質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)用環(huán)保節(jié)能新工藝、新設(shè)備和新材料成為各大主機廠不懈的追求，各種綠色節(jié)能技術(shù)勢必在汽車涂裝生產(chǎn)中越來越廣泛地被采用，在這些新技術(shù)的加持下，環(huán)保、節(jié)能、低成本、高競爭力的汽車涂裝更易于實現(xiàn)。

參考文獻

[1] 周杰，陳慕祖.中國汽車涂裝生產(chǎn)線新技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2007（4）：41-44+47.

[2] 王錫春.環(huán)境保護與汽車涂裝[J].中國涂料，2005（2）：5.

[3] 張川，黃鵬，孔飛.中國汽車綠色涂裝技術(shù)方案淺析[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2018（05）：57-62.