紙盒過濾器在涂裝線上的全流程規(guī)劃及設(shè)計

馬力 王建凱 張冀伸 王錚浩 馬郡

摘 要：鑒于中汽工程自主研發(fā)的干式紙盒噴漆室已經(jīng)推廣應(yīng)用于國內(nèi)外多條涂裝生產(chǎn)線項目。文章從前期設(shè)計、生產(chǎn)應(yīng)用、后續(xù)處理對紙盒過濾器的全流程規(guī)劃及設(shè)計進(jìn)行了總結(jié)，提出了紙盒過濾器選型原則，總結(jié)了紙盒過濾器在生產(chǎn)線上分布及消耗量的影響因素及計算方法，分析了紙盒儲存及更換的設(shè)計原則及注意事項，探討了廢舊紙盒的后續(xù)處理的方法，為后續(xù)相關(guān)規(guī)劃設(shè)計提供重要參考。

關(guān)鍵詞：紙盒過濾器;干式過濾系統(tǒng);涂裝線

中圖分類號：U445.58+5 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）16-158-04

Abstract： In view of dry box filter system spray booth independently developed by Automotive Engineering Corporation， it has been widely used in many coating production line projects at home and abroad. This article summarizes the overall process planning and design of the box filter from the preliminary design， production application， and subsequent processing. The selection principle of the carton filter is proposed， and the influencing factors and calculation methods of the distribution and consumption of the box filter on the production line are summarized. The design principles and precautions for storage and replacement of cartons are analyzed. Discussed the method of subsequent treatment of waste carton. Provide important reference for planning and design in other subsequent project.

Keywords： Cardboard filter; Dry filter system; Coating line

CLC NO.： U445.58+5 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-158-04

前言

在整車涂裝生產(chǎn)線上，傳統(tǒng)應(yīng)用為濕式文丘里噴漆室，其處理過程會產(chǎn)生廢水和廢渣，后處理費(fèi)用高，而且排風(fēng)濕度大，循環(huán)利用成本高，節(jié)能效果差。因此，涂裝車間作為汽車制造四大工藝中的能耗大戶，能耗比例占到約 70%[1]。

近年來，干式紙盒噴漆室由于節(jié)能、環(huán)保、成本低，廢物處理簡單，已應(yīng)用在國內(nèi)多條整車涂裝生產(chǎn)線上[2]。其結(jié)合機(jī)器人自動噴涂、空調(diào)循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)等手段，將排風(fēng)凈化后可重復(fù)利用 80-90%，大幅降低能源消耗。

紙盒過濾系統(tǒng)作為干式紙盒噴漆的重點設(shè)備，其規(guī)劃設(shè)計是干式噴漆室設(shè)計的核心。本文將從前期設(shè)計、生產(chǎn)應(yīng)用、后續(xù)處理對紙盒過濾器的全流程規(guī)劃及設(shè)計進(jìn)行了總結(jié)、歸納與探討。

1 工藝介紹

以某整車涂裝生產(chǎn)線實際規(guī)劃設(shè)計為例。該生產(chǎn)線采用“帶預(yù)噴的2010V水性免中涂工藝”。按照全年工作日為230天，雙班制，每班工作8小時進(jìn)行規(guī)劃?？紤]工件的返工率，噴漆室內(nèi)的設(shè)計能力為36JPH。

色漆采用水性漆，清漆采用2K 溶劑型漆。油漆的相關(guān)性能參數(shù)如下：

色漆和清漆的噴漆室安裝全新7軸機(jī)器人，實現(xiàn)全自動內(nèi)外噴涂。其相關(guān)數(shù)據(jù)表2所示。

漆霧處理采用由中汽工程自主研發(fā)的具備節(jié)能、降耗、低排放優(yōu)勢的最新干式噴房漆霧處理技術(shù)。干式噴房漆霧處理模塊主要由干式風(fēng)腔系統(tǒng)，干式紙盒過濾系統(tǒng)以及底部排風(fēng)系統(tǒng)組成，如圖1所示。其中干式紙盒過濾系統(tǒng)中的重點設(shè)備為裝有紙盒過濾器的過濾單元。在含有漆霧的風(fēng)通過過濾單元時，紙盒過濾器完成對噴漆室過噴漆霧顆粒進(jìn)行捕捉，實現(xiàn)噴漆室排風(fēng)的凈化。

2 紙盒過濾系統(tǒng)設(shè)計

2.1 紙盒過濾器選型

本項目采用過濾性能較好的多層網(wǎng)格式紙盒過濾器[3、4]。它是由帶有菱形開口的牛皮紙層以及可選的雙密度合成聚酯濾棉層構(gòu)成。前層采用較大的擋板開口，隨后是逐漸減小的“鉆石”設(shè)計層，以及可選的致密非織造聚酯最終背層。根據(jù)不同的涂料特點，選用不同類型的產(chǎn)品與規(guī)格，以最大程度地提高效率和強(qiáng)度。

根據(jù)水性漆參數(shù)，紙盒過濾器采用6層牛皮紙層加35mm的 G4過濾棉厚度。其特點是完全可以滿足攔截低于10um 及10um 以下的微小顆粒物，攔截效率高、同時大大降低了后道濾材的更換頻次和對后道設(shè)備污染的風(fēng)險。

根據(jù)溶劑性 2k 清漆過噴的顆粒物粘度高、固化快等特點，紙盒過濾器的G4 過濾棉克重有所調(diào)整，避免了市場上一些同類產(chǎn)品容易堵塞，捕捉量偏低等弊端。

色漆及清漆紙盒過濾器的性能曲線如圖2所示。

為避免安裝初期紙盒壓差太大，一般考慮壓差在15～65Pa之間。結(jié)合圖2性能曲線，兩款過濾紙盒器的推薦設(shè)計風(fēng)速均按照在900～1500m3/h考慮。

2.2 紙盒過濾單元設(shè)計

紙盒過濾單元通常采用安裝4個或者6個紙盒過濾器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，通過公式（1）可以對過濾單元內(nèi)的紙盒過濾器進(jìn)行估算，然后再綜合考慮紙盒過濾單元的統(tǒng)一性，對單元內(nèi)紙盒數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化。最后通過紙盒過風(fēng)量的復(fù)核，確認(rèn)選型的準(zhǔn)確性。