干式喷漆在汽车涂装中的应用

干式喷漆在汽车涂装中的应用

曹岳 张勇

长城汽车股份有限公司徐水分公司，河北保定 0710000

摘要：汽车整车工厂涂装车间在企业四大工艺（冲压、焊装、涂装、总装）中属于高能耗单位也是高污染单位，因此节能降耗、清洁生产成为整车工厂、配套厂商乃至政府专项管理的重中之重，涂装车间喷漆室作为高能耗之一系统模块，节能降耗刻不容缓，据统计，使用新式工艺——干式喷漆可有效节约涂装费用。下面，文章就干式喷漆在汽车涂装中的应用展开论述。

关键词：汽车涂装；干式喷漆；具体应用

引言

随着汽车行业的蓬勃发展，国家对汽车制造业的环保要求越来越严格，而涂装作为汽车制造四大工艺中能源消耗、废物排放最大的工艺，在许多方面都需要不断改进。涂装喷房和工作区在涂装车间能源消耗上所占比率达到 58% ，降低喷房能源消耗量对整个涂装车间节能减排起着至关重要的作用。

干式喷漆室代替

传统水性喷漆室在节能减排方面体现出很高的价值。1汽车涂装的概念及其意义

将许多粉末状的东西或底漆涂在基材上，这就是我们所说的涂装。随着科技的不断进步，人们更倾向于使用涂漆好的汽车，因此充分重视起来油漆质量利于提高汽车的受欢迎度。因而当前已经有越来越多的人们开始重视起来了涂漆这一过程。在进行涂装过程中，每到程序，甚至是每项记记忆操作都会直接决定到涂装质量的好与坏。

2干式喷漆概述

制造业的涂装过程是最主要的废气、废水、废物来源。喷漆室按照漆雾处理方式可以分成干式喷漆房和湿式水处理喷漆房两大类。由于经济的发展和社会的进步，国家对环保的要求越来越严格，从而使采用传统湿式漆雾处理工艺的企业面临越来越大的压力。

目前主流涂装喷房多采用湿式漆雾处理系统，以水为介质，利用风速的作用捕捉过喷的漆雾颗粒，通过凝聚剂等化学药剂的作用使之结块上浮成渣。该技术虽然漆雾去除率可达到 98%以上，工艺稳定，但其产生大量废水及含水量高的废渣，造成处理费用增加；所排出风为高湿度风，容易造成设备腐蚀，同时利用循环风时需要额外消耗大量的能量进行除湿，不利于节能减排。

干式喷房采用目前国际上最新的干式漆雾分离技术，过滤系统由多个不同精度的迷宫式分离箱组成，材质为特种合成材料，对漆雾有很强的黏附能力，喷漆气流通过时将油漆粒子截住，达到漆雾捕捉收集效果，定期更换滤材即可。一般情况下均采用二级过滤，漆雾去除率可达到 97%以上，三级过滤可达到 98%以上。该系统运行过程中不产生喷涂废水，节能环保，成本低，固体废物量少（漆渣不含水分），处理简单。在循环风技术应用中不需要调节湿度，可直接返回喷漆室、流平室重复再利用，大大减少废气排放量。

近年来，干式喷房技术诸多优越的特点越来越受到国内外专业设备制造商和使用方的青睐。

3干式喷漆在汽车涂装中的应用

3.1干式喷漆室的结构

干式喷漆室的主体采用自承重组装式结构，高度 14 m，宽度 5.5 m，长度分色漆 60 m，清漆 42 m，主要由漆雾捕捉室体（包括漆雾捕集装置、气动执行机构、排风道、漆雾捕捉室体等）、喷漆室室体（含输送系统、室体照明、内部格栅等）、动静压层等组成。

3.2滤材的更换流程

在同一层面进行运行、维修、更换与清洁，通过操作解锁、锁紧装置移入更换完成的滤材装置，通过压差信号打开或关闭风阀。

3.3漆雾捕集装置风阻 / 容漆量测定分析

3.1风阻分析

为测定风阻对容漆量的影响，分别对底漆、面漆、清漆喷漆室的风阻进行记录分析，记录时间23 d，数据采集共 9 d。由底漆喷漆室风阻记录数据分析可知，从风压折线中风阻与时间基本呈线性增长的趋势，在风阻大于 1 000 Pa 时增速加快 ；由面漆喷漆室风阻记录数据分析可知，从风压折线中风阻与时间基本呈线性增长的趋势，面漆喷漆室风阻增速较慢 ；由清漆喷漆室风阻记录数据分析可知，从风压折线中风阻与时间基本呈线性增长的趋势，在风阻大于 1 000 Pa 时增速加快。

3.2容漆量分析

过滤装置容漆量数据见表 1。由表 1 数据分析可知，经 3 次称重，自动段最大容漆量（达到风阻时）可达 10 kg 以上。

表1 过滤装置容漆量数据分析

3.4干式喷漆室设计需要注意的问题及解决方案

（1） 喷漆室排风阻力随干式过滤器的堵塞不断发生变化（风量、风压），基本呈线性增长的趋势，需要考虑喷漆室风平衡的适时自动调整。可以将送排风机选用相同规格，增加风速传感器，实现供排风机自动变频调节，保证供排风量恒定。

（2） 由于干式喷漆室更换漆雾捕集单元时会出现 VOC 外泄，易出现喷漆区域 VOC 浓度高，无组织排放超标的问题，可以采用如下措施加以控制 ：（1）加大喷漆区域环境送风量，提高换气次数 ；（2）对该区域进行封闭 ；（3）保持喷漆区域风平衡稳定，避免出现紊乱 ；（4）合理控制循环风 VOC 浓度 ；（5）循环回用风管尽量采用负压设计 ；（6）循环回用风管及室体需要保证密封良好不漏气。

（3） 干式喷漆室循环风空调的加湿设计，由于加湿量很小，因此不宜采用传统的加喷淋加湿，需要选用合适的加湿方式，可优选二流体汽水混合加湿，既可满足使用要求，又能降低设备投资，减少能源消耗。

3.5干式喷房与涂装三废

3.5.1 干式喷房与废气

涂装喷涂废气处理工艺普遍采用沸石转轮浓缩+RTO 的组合处理工艺。由于湿式喷房的排气相对湿度高达 95%以上，如果直接进入沸石转轮可能会影响转轮的吸附效率和使用寿命。一般需要在进入转轮前加设控湿设备。干式喷房由于不使用循环水，排出的废气湿度与进气没有差别，进气（即喷房送风）有控湿措施无需再投入额外的设备，可以削减相应废气设备投入。甚至在某些机器人喷漆室内（无人区，无需考虑卫生许可浓度），可以利用循环风反复循环达到浓缩废气的目的，根据安全防爆要求测算，间歇式定量补充少量的新鲜风同时排出相应量的废气，排除的废气直接进入 RTO 炉焚烧处理，无需额外增加浓缩转轮设备投入。

3.5.2 干式喷房与固体废弃物

按照参照车间标配 4 个喷房测算，干式喷房每年产生的干漆渣量约为：4×7×5 000=140 000 kg=140 t，而湿式喷房产生的漆渣含水量一般为 40% ~ 60%，每年产生湿漆渣量约为 140/50%=280 t。按 6 000 ~ 8 000元/t 的处理费用计算，如果采用干式喷房每年漆渣处理费用可减少约 84 万元。

3.5.3 干式喷房与废水

干式喷房没有喷涂废水处理，参照涂装车间每年可至少减少 600 t 的喷涂废水处理费用。

结语

综上所述，干式喷房具有设备投资少、运行费用低、固体废弃物少、无喷涂废水等特点，与循环风利用更加匹配，尤其在低 VOC 含量的水性涂装场合，循环风利用率更高，因此值得推广和使用。

参考文献

[1]张英俊. 汽车涂装喷漆室送排风系统节能减排技术研究[D].吉林大学,2018.

[2]马源,张加锋,左福,颜书清.浅谈汽车涂装车间节能减排技术[J].现代涂料与涂装,2017,20(07):45-48.

[3]王大然.涂装车间过喷漆雾干式分离系统(干式文丘里)运行成本优化[J].中国涂料,2017,32(06):53-61.

[4]姚茂娟.汽车车身涂装喷漆室干式漆雾捕集装置介绍[J].现代涂料与涂装,2016,19(04):57-58.

[5]王飞. 汽车涂装工艺及涂料研究[D].长安大学,2015.