淺談汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃

封瑾

摘 要：隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，我國(guó)采取了越來(lái)越嚴(yán)格的工業(yè)生產(chǎn)排放政策，霧霾污染天氣實(shí)行污染企業(yè)的限產(chǎn)已經(jīng)嚴(yán)重影響了工廠(chǎng)的正常生產(chǎn)流程，在汽車(chē)行業(yè)，受影響最為嚴(yán)重的莫過(guò)于汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間，為了應(yīng)對(duì)廢氣排放污染的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)為了節(jié)約能源消耗降低產(chǎn)品單位成本，保證企業(yè)的正常生產(chǎn)并提高經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)率水平，我們對(duì)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃工作顯得越來(lái)越迫切。本文站在汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)規(guī)劃的角度展開(kāi)研究，在滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)政策要求的基礎(chǔ)上，力爭(zhēng)能源的節(jié)約利用，對(duì)同行業(yè)的節(jié)能減排工作有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：汽車(chē);涂裝;噴漆;廢氣處理;節(jié)能環(huán)保

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平日益提高后對(duì)汽車(chē)的需求越來(lái)越高，改革開(kāi)放短短四十年，我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)和人均占有量已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍和量的突破，極大的促進(jìn)了汽車(chē)行業(yè)的大發(fā)展。與經(jīng)濟(jì)水平提高同步到來(lái)的是環(huán)境的污染和破壞，是能源的需求日益提高，可以說(shuō)，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展在貢獻(xiàn)了利潤(rùn)和便捷的交通工具的同時(shí)，也貢獻(xiàn)了能源消耗和環(huán)境污染。我國(guó)對(duì)汽車(chē)行業(yè)的污染已經(jīng)從只重視發(fā)展到發(fā)展與環(huán)境并重，又到了發(fā)展必須環(huán)保三個(gè)階段，在環(huán)境污染天氣，已經(jīng)對(duì)不達(dá)標(biāo)的汽車(chē)生產(chǎn)排放超標(biāo)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了關(guān)停限產(chǎn)措施，嚴(yán)重制約了汽車(chē)行業(yè)的正常發(fā)展。特別是汽車(chē)噴涂噴漆環(huán)節(jié)，一方面廢氣污染嚴(yán)重，另一方面對(duì)能源的消耗也十分驚人，已經(jīng)成為汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排的重點(diǎn)。汽車(chē)涂裝噴漆廢氣的主要成分為苯類(lèi)揮發(fā)物和其他有機(jī)化合物的揮發(fā)物，當(dāng)前汽車(chē)涂裝噴漆廢氣減排主要通過(guò)進(jìn)行噴涂材料的更新、噴涂工藝的改進(jìn)、噴涂設(shè)備的改良來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)涂裝噴漆過(guò)程的綠色環(huán)保。近十年來(lái)，隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，我國(guó)多地陸續(xù)出臺(tái)汽車(chē)知道噴涂噴漆廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，例如上海對(duì)于非甲烷總烴排放濃度超過(guò)三十毫克每立方米、單位涂裝面積揮發(fā)性有機(jī)化合物排放超過(guò)三十五克每平米的企業(yè)，不得投產(chǎn)，促進(jìn)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣的處理系統(tǒng)改進(jìn)和重新規(guī)劃，而揮發(fā)性有機(jī)化合物的處理方式有賴(lài)于電力和天然氣能源的消耗，節(jié)能壓力巨大。

2 汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)

受到汽車(chē)涂裝噴漆廢氣產(chǎn)生量較大、濃度不高的生產(chǎn)特點(diǎn)，原始的汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理方式是直接向大氣進(jìn)行排放，后來(lái)從煙囪高度和排放速率方面進(jìn)行限制，現(xiàn)在需要對(duì)排放的有毒有害廢氣密度指標(biāo)進(jìn)行限制。根據(jù)最新的汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理要求，汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的最終目的是達(dá)到一定的排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足生產(chǎn)所需的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)根據(jù)處理廢氣的成分和處理原理，主要包括過(guò)濾系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)三個(gè)部分，具體工作方式介紹如下：由于廢氣純度低含有各種雜質(zhì)，為了提高后續(xù)處理效果，需要對(duì)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣先進(jìn)行過(guò)濾，將固體顆粒和雜質(zhì)進(jìn)行物理去除。第二部分的作用是針對(duì)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣密度低、排量大的特點(diǎn)進(jìn)行處理，為了提高處理效果，縮小處理成本，通過(guò)濃縮系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣進(jìn)行濃縮處理，最多縮減體積為原體積的二十五分之一，便于進(jìn)行后續(xù)第三部分的燃燒處理。經(jīng)過(guò)燃燒的汽車(chē)涂裝噴漆廢氣，將污染性較高的揮發(fā)性有毒有害物質(zhì)進(jìn)行分解凈化，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后降溫排放。汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)如下圖：

3 汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)規(guī)劃

在汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程中，需要考慮降低處理過(guò)程的能源消耗率，需要降低系統(tǒng)投資和運(yùn)行費(fèi)用，需要考慮降低汽車(chē)涂裝噴漆廢氣的產(chǎn)生量。根據(jù)這個(gè)規(guī)劃思路，當(dāng)前主流的汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)都規(guī)劃為利用汽車(chē)涂裝噴漆廢氣進(jìn)行循環(huán)生產(chǎn)，制造密閉的生產(chǎn)空間，從而降低汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理的目的，同時(shí)提高廢氣處理燃燒過(guò)程中的熱量循環(huán)利用率，降低汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理能源利用消耗。（1）汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間的廢氣循環(huán)利用措施。為了降低汽車(chē)涂裝噴漆廢氣的處理量，可以采用密閉式空間進(jìn)行循環(huán)空氣生產(chǎn)模式進(jìn)行汽車(chē)涂裝噴漆作業(yè)，但是考慮到對(duì)人員的保護(hù)和健康需求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)前主要有兩個(gè)途徑，第一是在人員工位送新風(fēng)，其他無(wú)人員需求位置采用循環(huán)空氣，較之原來(lái)的全新風(fēng)已經(jīng)極大的降低了汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理壓力，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約廢氣處理系統(tǒng)能源消耗的作用。另一個(gè)解決辦法是提高機(jī)器人作業(yè)的智能化水平，取代人的干預(yù)，通過(guò)機(jī)器編程后，由機(jī)器人在密閉車(chē)間完成汽車(chē)涂裝噴漆作業(yè)，僅在完工后進(jìn)行汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理，降低了汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理負(fù)荷，減少了汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的能源消耗水平，達(dá)到了節(jié)能減排的功能。相對(duì)于后者，第一種方式屬于半新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，原傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)為全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)模式，從空調(diào)能源消耗方面來(lái)說(shuō)，改進(jìn)后也可以減少空調(diào)冷熱能源和電力的消耗，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能要求。（2）汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間的廢氣處理系統(tǒng)熱能回收利用。汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間的廢氣處理系統(tǒng)主要依靠的是濃縮后進(jìn)行混合天然氣燃燒的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有毒有害廢氣的處理，燃燒后的廢氣直接排放到大氣中將造成大氣熱污染并造成能源的浪費(fèi)，提高熱量的利用有利于節(jié)約汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間的廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能。循環(huán)利用最為高效、可行的方式是用于空調(diào)系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)，用于車(chē)間內(nèi)部的新風(fēng)系統(tǒng)加熱。包括汽車(chē)涂裝噴漆完成后的閃干烘房的空調(diào)，其新風(fēng)加熱也可利用廢氣燃燒余熱。（3）汽車(chē)涂裝噴漆廢氣燃燒裝置比選。汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間的廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物經(jīng)過(guò)燃燒后分解為水和二氧化碳，達(dá)到無(wú)害化處理，在燃燒設(shè)備的應(yīng)用方面，當(dāng)前主要有RTO和TAR兩種結(jié)構(gòu)形式，后者排放溫度可以達(dá)到三百攝氏度以上，完全可以用于加熱脫附氣體，實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)利用，降低燃料消耗和處理成本。TAR排放溫度較低，僅為一百攝氏度左右，需要獨(dú)立的加熱裝置，自身循環(huán)利用余溫的經(jīng)濟(jì)性較差，但仍可以進(jìn)行熱水制備、空調(diào)取暖等余熱利用設(shè)備，加上熱泵系統(tǒng)后，可利用溫差更大，回收利用余熱資源更多。由于余熱利用系統(tǒng)涉及較多系統(tǒng)之間的配合，需要在規(guī)劃階段進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，預(yù)留空間和系統(tǒng)設(shè)備用電用水負(fù)荷等。（4）其他汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能規(guī)劃。汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理余熱間接利用過(guò)程中的最大問(wèn)題就是其含有的雜質(zhì)較多，容易堵塞和附著在換熱器表面，造成換熱器的換熱系數(shù)降低，無(wú)法達(dá)到規(guī)劃設(shè)計(jì)工況。面對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，最好的解決方式是進(jìn)行汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間內(nèi)部的余熱利用，特別是在本系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行利用，防止污染相關(guān)其他系統(tǒng)。比如將汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理余熱用于固體廢物中的水分干燥和揮發(fā)份的處理，降低固體廢物的含水率，減少固體廢物的流動(dòng)性和體積，增加處理效率。目前，從降低職業(yè)病的角度出發(fā)，很多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐步利用機(jī)器手臂取代人工操作，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的大幅度提高，還能減少對(duì)人的傷害，降低人身防護(hù)和保護(hù)方面的經(jīng)濟(jì)投入。無(wú)人作業(yè)的汽車(chē)涂裝噴漆車(chē)間，完全可以使用全循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)，在循環(huán)過(guò)程中增加廢氣中合、固體過(guò)濾等設(shè)備，形成密閉車(chē)間和負(fù)壓控制，降低對(duì)環(huán)境的污染的同時(shí)，減少了空調(diào)新風(fēng)余熱能源消耗，降低了汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理量。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著技術(shù)的不斷更新，特別是新材料的不斷研發(fā)，汽車(chē)涂裝噴漆中的廢氣中的有毒有害物質(zhì)含量將不斷降低，相關(guān)處理技術(shù)也將在環(huán)保政策的刺激下不斷提高，以人為本的理念會(huì)不斷促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備代替人工從事污染型工作，我們作為汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)工作人員，需要在具體工作中做好規(guī)劃，不斷提高汽車(chē)涂裝噴漆廢氣處理系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保水平。

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