淺談汽車涂裝新型漆霧分離技術(shù)應(yīng)用

金帥 劉雄才 余維 高謙 楊家浩

摘 要：目前汽車涂裝工廠大多采用文丘里濕式噴房或干式噴房（石灰式捕捉），濕式噴房文丘里漆霧處理裝置配合專門的循環(huán)水池、循環(huán)管路系統(tǒng)以及刮渣系統(tǒng)來達到處理漆霧的效果。但是這種方法存在如下問題：常規(guī)的濕式噴房需要有專門的水池，設(shè)備運行過程中需要消耗大量的水，還需要添加各種化學(xué)藥劑，能耗高，運行成本高，最后漆渣還需要作為危廢進行處理;循環(huán)風(fēng)濕度大，需要消耗大量的能量來維持送風(fēng)的溫濕度;工作時漆泥處理間噪音大，氣味難聞，勞動條件差。干式噴房（石灰式捕捉）固廢處理成本高。

關(guān)鍵詞：噴房漆霧;涂裝;環(huán)境

中圖分類號：U466 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）05-209-03

Abstract： At present， most automobile painting factories adopt venturi wet spray house or dry spray house （lime capture）， wet spray house venturi paint mist treatment device with special circulation pool， circulation pipeline system and slag scraping system to achieve the effect of paint mist treatment. However， this method has the following problems： the conventional wet spray room needs a special pool， a large amount of water needs to be consumed during the operation of the equipment， and various chemical agents need to be added， with high energy consumption and running cost. Finally， paint residue needs to be treated as hazardous waste. Circulatory air humidity is high， need to consume a lot of energy to maintain the temperature and humidity of air supply; When working paint mud treatment room noise， smell， poor working conditions. Dry spray chamber （lime capture） solid waste treatment costs are high.

Keywords： Spray mist; Paint shop; Environment

1 引言

迷宮氏漆霧分離器包含了紙盒過濾單元漆霧捕捉系統(tǒng)和排風(fēng)再循環(huán)利用系統(tǒng)。當(dāng)含有油漆顆粒的氣流在紙孔中穿行，油漆顆粒撞擊到紙板表面時，附著在紙箱表面，采用紙盒過濾方法處理噴漆室漆霧，凈化效率較高，運行穩(wěn)定。迷宮紙盒干式噴房的排風(fēng)可以做到80%～95%的循環(huán)風(fēng)利用能有效降低投資和運營成本，在節(jié)能減排上具有很大的優(yōu)勢。

2 干式過濾紙箱產(chǎn)品分類

根據(jù)材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同可分為：迷宮式漆霧分離器、過濾式漆霧過濾器、迷宮捕捉式漆霧過濾箱。

3 干式過濾紙箱產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)對比

4 噴漆室系統(tǒng)組成

4.1 組成結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

（1）可快速更換的標(biāo)準模塊化紙盒過濾單元，模塊化紙盒過濾單元由：固定段、移動段、底部軌道三部分組成;

（2）可將過濾單元與排風(fēng)系統(tǒng)脫離或連接的自動舉升機構(gòu)，自動舉升裝置由：型鋼框架、軟連接法蘭、氣缸等氣動元件組成，并與模塊化紙盒過濾單元配套使用。軟連接法蘭上端經(jīng)氣動風(fēng)閥與排風(fēng)管固定，下端由氣缸帶動可沿軌道上下滑動，即可實現(xiàn)與過濾單元出風(fēng)口的連接與脫離;

（3）潔凈式插板式氣動風(fēng)閥，在過濾單元的進風(fēng)口和出風(fēng)口處均設(shè)有隔離用氣動風(fēng)閥，該風(fēng)閥既作為工藝用風(fēng)閥（更換過濾單元用），也作為消防用區(qū)域封閉閥。入口處氣動風(fēng)閥由于直接與排風(fēng)腔的臟風(fēng)腔連接，平時運行時打開，不會有漆霧聚集，修護狀態(tài)時關(guān)閉;

（4）模塊化噴漆室;

（5）經(jīng)流場仿真優(yōu)化的噴漆室底部排風(fēng)腔;

（6）循環(huán)風(fēng)空調(diào);

（7）智能化控制系統(tǒng)。

4.2 噴房排風(fēng)結(jié)構(gòu)

臟風(fēng)區(qū)的設(shè)計（噴房下部操作平臺至過濾單元入口段的封閉腔體）是要保證排風(fēng)中的漆霧盡可能的集中在排風(fēng)通道的中部，從而避免過噴漆霧污染臟風(fēng)區(qū)的壁面，增加人工清理成本，同時也保證在臟風(fēng)區(qū)的下部含漆霧的排風(fēng)能夠均勻順利的進入過濾單元的入口，提高過濾單元對漆霧的捕捉效率。經(jīng)過過濾單元的潔凈風(fēng)進入循環(huán)風(fēng)空調(diào)或排放至煙囪（如圖2所示）。

4.3 循環(huán)風(fēng)空調(diào)

迷宮紙盒干式噴房系統(tǒng)的另一重要組成就是滿足節(jié)能需求的循環(huán)風(fēng)空調(diào)的送排風(fēng)。根據(jù)紙盒過濾單元的排風(fēng)工藝參數(shù)及循環(huán)風(fēng)方式，循環(huán)風(fēng)空調(diào)分為全循環(huán)風(fēng)和循環(huán)風(fēng)與新風(fēng)混合進風(fēng)兩種方式。噴漆室排風(fēng)經(jīng)迷宮紙盒漆霧捕捉系統(tǒng)處理后，空氣溫濕度基本不變，相對新風(fēng)空調(diào)或濕式文丘里的循環(huán)風(fēng)，均大幅降低了溫濕度控制能耗。

可使噴房在再循環(huán)風(fēng)模式下運行，尤其是在自動噴漆區(qū)中運行。循環(huán)風(fēng)不需要通過冷卻至露點下來進行除濕。空氣在再循環(huán)風(fēng)單元中通過帶內(nèi)嵌加濕器的冷卻系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。來自供風(fēng)單元的一部分新鮮空氣經(jīng)由再循環(huán)風(fēng)單元前方清潔區(qū)的排風(fēng)機供應(yīng)。冷盤管可補償因風(fēng)機導(dǎo)致的溫度增加，并聯(lián)的加濕器可彌補冷卻過程中冷凝導(dǎo)致的水流失，使再次達到工藝參數(shù)值。

4.3.1 循環(huán)風(fēng)空調(diào)的主要優(yōu)勢

（1）節(jié)能，大幅降低運營成本;

（2）降低排風(fēng)量，減少VOC處理設(shè)備的負荷;最終大幅降低投資成本和運營成本;

（3）對冷熱源需求穩(wěn)定，對配套設(shè)備造成的壓力小。

4.3.2 采用循環(huán)風(fēng)空調(diào)時的注意事項

未完全處理掉的漆渣是循環(huán)風(fēng)空調(diào)使用過程中的最主要問題。

主要體現(xiàn)在：

（1）過濾器需頻繁更換。短則3-5天，長則10天左右;

（2）堵塞盤管，降低盤管換熱效率。

主要對策：

（1）采用DPA等大容塵量的過濾器材;

（2）增加迷宮等結(jié)構(gòu)，以慣性力捕捉部分小顆粒;

（3）設(shè)置保安過濾器。

5 工藝過程控制

紙盒干式噴房運行系統(tǒng)自動控制邏輯（系統(tǒng)運行流程圖，如圖3所示）：

（1）來自噴房的帶漆空氣，經(jīng)過風(fēng)管進入漆霧捕捉系統(tǒng)的處理單元中，在處理單元中進行相應(yīng)的過濾吸附等操作，處理完成后的干凈空氣經(jīng)排風(fēng)管統(tǒng)一返回循環(huán)風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中;

（2）在漆霧處理的過程中，根據(jù)紙盒過濾單元和袋式過濾器前后壓差判定是否需要更換，更換時模塊前后風(fēng)閥自動關(guān)閉，舉升機構(gòu)上升開啟。全部過程由計算機來進行自動判斷和處理，人接界面中設(shè)定相關(guān)參數(shù)，人機界面可對保存的參數(shù)進行監(jiān)控和更改。

6 優(yōu)勢

6.1 低運行成本

（1）80%的噴房排風(fēng)可循環(huán)使用，降低了空調(diào)運行的能源成本;

（2）不使用水和化學(xué)藥劑;

（3）降低污染物處理成本;

（4）維護成本低。

6.2 節(jié)能&環(huán)保

（1）降低了電、天然氣等能源的消耗，減少CO2排放;

（2）無廢水產(chǎn)生，無化學(xué)藥劑的消耗和排放;

（3）減少了污水、固體廢棄物產(chǎn)生量：漆渣、油漆污水、石灰粉。

6.3 可拓展的模塊化結(jié)構(gòu)

模塊化的過濾單元集成設(shè)計，可根據(jù)不同的生產(chǎn)線狀況進行拓展，其他主要部件也都采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便運輸和安裝。

6.4 全自動運行控制，減小人工誤操作

自動檢測系統(tǒng)壓差，根據(jù)相關(guān)設(shè)定自動判斷紙 盒狀態(tài)并提供更換意見。當(dāng)需要更換時，聲光報警提示，更換確認后自動進入更換流程，避免人工誤操作。

當(dāng)過濾小車中過濾器的壓差或噴漆區(qū)域排風(fēng)機的頻率超出規(guī)定值，該系統(tǒng)會通過小車裝卸平臺上的信號燈通知工人更換過濾器。工人打開機械壓緊裝置的鎖并用該區(qū)域內(nèi)準備好的新小車更換飽和過濾小車。工人隨后將新小車鎖緊在小車裝卸平臺上。為鎖緊小車裝卸平臺開口并保護設(shè)備，通過在開口處布置封鎖線并將通道標(biāo)記為“安全區(qū)域”來確保對該區(qū)域進行訪問保護。

工人將帶已使用過濾器的過濾小車放入過濾器更換站。在此工作平臺上，工人拆卸過濾盒和微孔過濾器。由于此處有升降臺可將過濾小車置于保持位上三個不同的過濾層級，因此不需要手動提升過濾盒。在卸料站，還可以對過濾小車進行稱重以作為過濾器管理的一部分。工人通過滾床將過濾盒輸送至提供的廢物箱中。廢物箱通過物料升降機被運送至廠房外部指定的垃圾處置區(qū)。

6.5 模塊化系統(tǒng)設(shè)計，便于檢修和維護

當(dāng)需要更換時，聲光報警提示，更換確認后自動進入更換流程，避免人工誤操作。自動壓緊檢測，對過濾單元位置進行定位監(jiān)控，避免位置不當(dāng)造成的系統(tǒng)過濾效果下降。

6.6 集成化顯示，便于操作和監(jiān)控

配備可監(jiān)控顯示的觸摸屏，可在線監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)狀態(tài)，可實時采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)，檢測風(fēng)閥狀態(tài)、氣缸狀況及壓差等信息，方便相關(guān)人員進行監(jiān)控。

可在線修改相關(guān)參數(shù)，對相對應(yīng)設(shè)備進行操作，減少維護及維修人員工作量;可通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程監(jiān)控，便于進行過程數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化等工作?？蛇x裝壓差傳感器、能源計量等，可實時檢測和監(jiān)控紙盒和袋式過濾器前后的壓差變化和能源消耗，實現(xiàn)過濾器更換周期及漆霧收集與壓差變化等的據(jù)采集，便于維護管理。檢測和監(jiān)控過濾單元移動端與固定端的壓緊狀態(tài)，便于過濾單元更換時的壓緊確認。

6.7 符合人體工程學(xué)的設(shè)計

過濾模塊放置在2.5米層，便于操作、維修和保潔，一人即可完成過濾模塊的拉出與推入操作，紙盒過濾單元與袋式過濾器的更換方便快捷。

6.8 高效的漆霧捕捉效率及高適應(yīng)性

迷宮紙盒與袋式過濾器的組合，使漆霧捕捉效率可高達97%。迷宮紙盒過濾單元具備多種規(guī)格，現(xiàn)場適用度高。

7 結(jié)束語

日益嚴峻的環(huán)境問題，構(gòu)建綠色工廠的使命，是持續(xù)發(fā)展的源泉?，F(xiàn)代化的噴漆室是涂裝車間能耗最多的設(shè)備（汽車廠涂裝車間是能耗大戶占總能耗約為：73%，其中噴漆室占涂裝總能耗約：58%）。迷宮紙盒漆霧分離技術(shù)應(yīng)用：減少噴漆廢水產(chǎn)生，有效節(jié)約了污水處理成本;減少了大量石灰粉吸附漆霧后無法利用，耗費大量資金做為危廢處理等。跟隨工業(yè)4.0的步伐，涂裝干式噴房迷宮紙盒技術(shù)，將快速普及并推廣至國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用。

參考文獻

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