關(guān)于濕式文丘里和干式文丘里綜合運行分析

李博文 蔡培雷

摘 要：主要闡述干式文丘里和濕式文丘里工作原理，工作流程，日常運行，分析了各自系統(tǒng)特點、干式和濕式文丘里的運行效率，以及處理經(jīng)濟(jì)性問題。

關(guān)鍵詞：過噴漆霧;濕式文丘里;干式文丘里;環(huán)保

中圖分類號：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）05-212-03

Abstract： Mainly elaborates dry type Venturi and wet type Venturi working principle， working flow， daily operation， the characteristics of each system， the running efficiency of dry and wet Venturi， and the handling economy are analyzed.

Keywords： Over spray paint; Wet venturi; Dry venturi; environmental protection

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及對環(huán)境的認(rèn)識和要求不斷提升，涂裝漆霧收集和廢氣處理必將進(jìn)入一個新階段。本文對汽車行業(yè)整車生產(chǎn)過程中的涂裝噴涂工藝進(jìn)行分析，對比當(dāng)前噴涂過程中多余油漆顆粒捕捉技術(shù)，在工藝及技術(shù)特點上的差異，以及兩種工藝的后續(xù)處理措施和經(jīng)濟(jì)運行成本的不同，旨在為后續(xù)整車產(chǎn)品涂裝工藝集成，及環(huán)保技術(shù)與裝備發(fā)展做必要的技術(shù)借鑒及參考。

2 汽車整車自動化噴涂工藝

隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，涂裝新技術(shù)的不斷應(yīng)用，以及環(huán)境保護(hù)VOC排放的嚴(yán)格要求，新一代涂裝集成及機(jī)器人自動噴涂技術(shù)不斷應(yīng)用于新建涂裝工廠中。

以上海金橋地區(qū)某涂裝車間為例：目前涂裝車間汽車整車噴涂工藝，取消了傳統(tǒng)的內(nèi)表面的手工噴涂工藝，采用全自動化的內(nèi)表面噴涂機(jī)器人，已實現(xiàn)100%自動化噴涂;噴涂油漆原料上已將傳統(tǒng)的油性漆工藝改為更環(huán)保的水性漆工藝，從而在全過程自動化的同時實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

針對內(nèi)噴機(jī)器人噴涂的特點：油漆顆粒不能實現(xiàn)100%的完全附著在車身上，必然會有部分的油漆顆粒及溶劑隨噴房靜壓下沉。

外噴區(qū)域，一般由四個噴涂機(jī)器人對整車外表面進(jìn)行噴涂，同樣存在著油漆顆粒及溶劑的不完全吸附而產(chǎn)生的過噴涂漆霧顆粒。

針對以上噴涂過程中產(chǎn)生的未吸附到車身表面的油漆漆霧顆粒，目前涂裝行業(yè)采用普遍采用濕式文丘里技術(shù)和干式文丘里技術(shù)實現(xiàn)對油漆漆霧的收集和處理。

2.1 濕式文丘里技術(shù)

濕式文丘里技術(shù)是一種傳統(tǒng)的油漆顆粒處理技術(shù)，他利用循環(huán)水將油漆顆粒帶入存儲罐進(jìn)行化學(xué)藥劑處理，沉淀，形成漆渣，廢氣經(jīng)水汽分離后經(jīng)過廢氣處理系統(tǒng)排放到室外。

2.1.1 濕式文丘里工作原理

濕式文丘里是在噴房的網(wǎng)格板下面，鋪設(shè)一層不斷循環(huán)的水床，噴房靜壓將未吸附的油漆顆粒不斷壓入循環(huán)水中，再統(tǒng)一匯集到收集罐中，添加化學(xué)藥品進(jìn)行化學(xué)處理，經(jīng)絮凝、沉降，除渣等，是一種通過化學(xué)方法實現(xiàn)的漆霧捕捉及處理技術(shù)。目前在金橋某幾個建于2010年前的涂裝車間使用。

2.1.2 濕式文丘里后續(xù)處理

經(jīng)過濕式文丘里系統(tǒng)處理后，產(chǎn)生的主要廢棄物有：廢氣，廢水，漆渣。

對濕式文丘里處理后的廢氣：由于其工藝過程經(jīng)過水環(huán)境，其廢氣的濕度較高會達(dá)到100%RH左右，另外濕式文丘里需要不斷的供風(fēng)，其溫度變化明顯，需要不斷地加熱供能。

對于漆渣：需要不斷加藥和定期清理沉淀的漆渣，并按照危險廢棄物處理的標(biāo)準(zhǔn)對漆渣進(jìn)行后續(xù)無害化處理。

對于廢水的產(chǎn)生，經(jīng)化學(xué)藥劑處理后的廢水需排放到專門的廢水處理設(shè)施中進(jìn)行合規(guī)性處理，再進(jìn)行排放。

針對產(chǎn)生的廢氣，需要安裝專業(yè)的廢氣處理裝置進(jìn)行處理，如KPR系統(tǒng)。

由于過噴涂顆粒隨供風(fēng)經(jīng)濕式文丘里處理，空氣濕度達(dá)100%RH，因此在后續(xù)處理時，經(jīng)過空氣過濾器后，會使空氣過濾器變的潮濕并容易堵塞，嚴(yán)重時會導(dǎo)致空氣過濾器的結(jié)塊或堵塞，失去了過濾油漆顆粒的效果，同時易堵塞沸石轉(zhuǎn)輪，降低轉(zhuǎn)輪的吸附效果，產(chǎn)生VOCS排放超標(biāo)，甚至導(dǎo)致數(shù)百萬價值的沸石轉(zhuǎn)輪的報廢，從而影響生產(chǎn)的進(jìn)行，造成更大的損失。

2.1.3 濕式噴房消耗

對油漆車間是濕式文丘里的，影響供風(fēng)單元能耗的主要因素有兩個，一是風(fēng)量，二是進(jìn)風(fēng)與出風(fēng)的溫濕度差。濕式噴房的供風(fēng)一般為全新風(fēng)，并且控溫控濕（一般在 24±1oC，65±3% RH），供風(fēng)空調(diào)需消耗大量的水、電和天然氣。

2.2 石灰粉干式文丘里技術(shù)

干式噴房采用物理方式，通過以石灰粉和過濾器組成的分離系統(tǒng)來捕捉分離噴房排風(fēng)中的油漆顆粒，將噴房排風(fēng)中的油漆顆粒進(jìn)行分離，分離過程無需水和化學(xué)品的消耗，排出的廢渣依然可以燒制建材，投入路橋基礎(chǔ)建設(shè)，為目前前沿的OEM噴房空氣凈化處理技術(shù)。其現(xiàn)場工作環(huán)境無可見的油漆材料，設(shè)備干凈整潔，便于后續(xù)的日常設(shè)備維護(hù)和定期的保潔工作。

其具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

優(yōu)化廢水排放：使用石灰粉替代傳統(tǒng)的水作為吸附介質(zhì)，并通過專用過濾設(shè)備對漆霧進(jìn)行過濾，不產(chǎn)生廢水;

控制工藝領(lǐng)先：通過去除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、漆霧，實現(xiàn)噴房供風(fēng)的循環(huán)使用。

2.2.1 石灰粉干式文丘里工作原理

干式文丘里技術(shù)見圖1，來自噴房的含油漆顆粒的氣體，進(jìn)入文丘里單元中，伴隨著由底部吹來的石灰石粉一同吹向過濾器預(yù)涂層，在預(yù)涂層界面實現(xiàn)油漆顆粒和空氣的分離，油漆顆粒附著在預(yù)涂層的表面，干凈的空氣將經(jīng)過預(yù)涂層進(jìn)入過濾器內(nèi)部管道中，進(jìn)行循環(huán)使用。當(dāng)預(yù)涂層過濾的油漆顆粒達(dá)到一定的量后，將啟動由內(nèi)而外的2-6Bar的壓縮空氣反向吹氣，從而將預(yù)涂層表面的含油漆顆粒的石灰石粉去除，實現(xiàn)預(yù)涂層表面的清潔，多余的含油漆廢石灰粉將吹入專用的集塵器內(nèi)，如此反復(fù)進(jìn)行，從而實現(xiàn)過濾器對含油漆顆粒氣體的有效過濾。

整個過程主要分為三個步驟：

（1）含油漆氣體經(jīng)預(yù)涂層（石灰粉）覆蓋過濾器;

（2）含油漆氣體在帶涂層的過濾器分離出漆霧和空氣;

（3）反向吹氣移除預(yù)涂層和油漆顆粒的混合物;

2.2.2 石灰粉干式噴房能耗

干式噴房的排風(fēng)含有少量溶劑且溫濕度變化非常小，送入噴房循環(huán)風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)處理后重新供給機(jī)器人噴涂區(qū)進(jìn)行循環(huán)使用;噴房供風(fēng)空調(diào)的新風(fēng)量得以減少;

干式噴房因使用了循環(huán)風(fēng)，使得供風(fēng)空調(diào)的新風(fēng)量大幅降低，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。

如某工廠干濕文丘里改造，做過如下對比：

由此可見：干式文丘里的整個除漆霧過程沒有使用任何水和化學(xué)品（如絮凝劑等），減少了水、化學(xué)品的浪費和環(huán)境的污染;整個循環(huán)風(fēng)也可實現(xiàn) 80% ～ 95%的回收利用，新循環(huán)風(fēng)量將可以降低 47%;此外，干式文丘里的優(yōu)勢還包括減少噪音、無異味，減少噴房截面積等[1]。

2.2.3 石灰粉干式文丘里產(chǎn)生廢棄物的后續(xù)處理

干式文丘里一般采用預(yù)涂層（石灰粉）覆蓋過濾器，因此其產(chǎn)生的廢棄物主要是含油漆顆粒和溶劑的廢石灰石粉。此類廢棄物在國外整車廠定義為一般廢棄物，目前國內(nèi)需先送至環(huán)部門進(jìn)行廢棄物危險特性鑒別，由于廢石灰石粉主要成分為廢石灰石粉，油漆含量很低，目前各工廠廢石灰粉通過控制過車數(shù)進(jìn)行反沖洗均能使非石灰粉達(dá)到一般廢棄物處理級別，每噸的處理費可控制在千元左右，而無需按照危險廢棄物六千多的標(biāo)準(zhǔn)處理，因此其廢棄物處理成本大幅降低。

另一方面，經(jīng)干式文丘里石灰石粉吸附過濾后的廢氣，其空氣相對濕度小，不易結(jié)塊而造成后道過濾系統(tǒng)堵塞，因此其后道過濾系統(tǒng)運行更高效穩(wěn)定，能有效保持廢氣處理系統(tǒng)如沸石轉(zhuǎn)輪高效運行。

據(jù)了解，濕式文丘里處理后的廢氣，其相對濕度大，容易造成過濾袋堵塞，另外濕度大的廢氣經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪時，易造成沸石轉(zhuǎn)輪高效吸附空隙堵塞，從而使轉(zhuǎn)輪處理效率降低，嚴(yán)重者可能致使轉(zhuǎn)輪報廢，產(chǎn)生重大的產(chǎn)量損失和環(huán)保排放超標(biāo)影響。

2.3 紙盒式干式文丘里技術(shù)

紙盒式干式文丘里技術(shù)是近年來新發(fā)展出現(xiàn)的新式噴房漆霧捕捉系統(tǒng)，通過多次回折復(fù)雜的紙盒內(nèi)部通路設(shè)計，增大內(nèi)部接觸面積，阻擋并吸附帶油漆顆粒氣體，從而實現(xiàn)對油漆顆粒的有效收集，多余含少量油漆顆粒的氣體，通過后道過濾去除，同時可以實現(xiàn)氣體進(jìn)入循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用。

紙盒式干式文丘里技術(shù)原理：

紙盒基本工作原理是含有過噴漆霧的空氣由排風(fēng)機(jī)吸入紙盒入口，漆霧顆粒隨風(fēng)在紙盒內(nèi)部通過不同路徑結(jié)構(gòu)，利用離心力使大顆粒霧滴被多重折流風(fēng)道表面吸附。由于紙盒無法完全捕捉所有漆霧顆粒，紙盒過濾器后增設(shè)有袋式過濾器，用以進(jìn)一步捕捉排風(fēng)中的漆霧小顆粒，雙重過濾達(dá)到凈化空氣的目的。

紙盒式干式文丘里技術(shù)使用的原料為阻燃的紙板材料，經(jīng)收集吸附油漆后，可以直接進(jìn)行焚燒處理。另外紙盒式文丘里的所用紙盒為集成使用，使用的紙盒數(shù)量少，更換方便，所需的人工成本較低。

2.4 濕式文丘里和兩種干式文丘里運行維護(hù)對比分析

針對濕式和兩種干式文丘里處理技術(shù)，其日常運行及維護(hù)的費用如何，是在進(jìn)行制造設(shè)計中特別需要進(jìn)行分析的部分。現(xiàn)以年產(chǎn)量20w的產(chǎn)量為例，分別針對三個工藝進(jìn)行成本分析。

A廠使用濕式文丘里處理技術(shù)，B廠為干式石灰粉文丘里處理，C廠為干式紙盒文丘里處理技術(shù)。

綜上，綜合考慮處理費用、新風(fēng)費用和運行維護(hù)費用，干式文丘里運行維護(hù)費用綜合比濕式文丘里低，而干式紙盒文丘里處理技術(shù)運行維護(hù)費用最低，但應(yīng)用成熟度尚不足，雖然對人員的需求最少，維護(hù)更換也最方便，還需進(jìn)一步在應(yīng)用中收集數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)

（1）本文對濕式文丘里和干式文丘里進(jìn)行了系統(tǒng)的對比分析，為后續(xù)整車產(chǎn)品涂裝工藝集成選型和日常的系統(tǒng)升級維護(hù)提供支持和必要的技術(shù)參考。

（2）干式文丘里在處理漆霧顆粒及新鮮風(fēng)供給節(jié)省上有明顯優(yōu)勢，在考慮集成文丘里項目時，還要考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素和合規(guī)義務(wù)的影響。

（3）在廢氣處理方面，干式文丘里有著與濕式文丘里相比的更小的對于廢氣處理裝置影響的優(yōu)勢。特別是各地的排放要求必將進(jìn)一步收嚴(yán)。

（4）在濕式文丘里和兩種干式文丘里運行維護(hù)上：干式文丘里運行維護(hù)費用綜合比濕式文丘里低，而干式紙盒文丘里處理技術(shù)運行維護(hù)費用最低，但應(yīng)用成熟度尚不足，雖然對人員的需求最少，維護(hù)更換也最方便，還需進(jìn)一步在應(yīng)用中收集數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙雪林，李旭.淺析綠色技術(shù)在汽車涂裝行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 現(xiàn)代涂裝，2013，16（2）：16-42