浅谈汽车涂装新型漆雾分离技术应用

金帅 刘雄才 余维 高谦 杨家浩

摘 要：目前汽车涂装工厂大多采用文丘里湿式喷房或干式喷房（石灰式捕捉），湿式喷房文丘里漆雾处理装置配合专门的循环水池、循环管路系统以及刮渣系统来达到处理漆雾的效果。但是这种方法存在如下问题：常规的湿式喷房需要有专门的水池，设备运行过程中需要消耗大量的水，还需要添加各种化学药剂，能耗高，运行成本高，最后漆渣还需要作为危废进行处理;循环风湿度大，需要消耗大量的能量来维持送风的温湿度;工作时漆泥处理间噪音大，气味难闻，劳动条件差。干式喷房（石灰式捕捉）固废处理成本高。

关键词：喷房漆雾;涂装;环境

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：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

迷宫氏漆雾分离器包含了纸盒过滤单元漆雾捕捉系统和排风再循环利用系统。当含有油漆颗粒的气流在纸孔中穿行，油漆颗粒撞击到纸板表面时，附着在纸箱表面，采用纸盒过滤方法处理喷漆室漆雾，净化效率较高，运行稳定。迷宫纸盒干式喷房的排风可以做到80%～95%的循环风利用能有效降低投资和运营成本，在节能减排上具有很大的优势。

2 干式过滤纸箱产品分类

根据材质和结构的不同可分为：迷宫式漆雾分离器、过滤式漆雾过滤器、迷宫捕捉式漆雾过滤箱。

3 干式过滤纸箱产品技术参数对比

4 喷漆室系统组成

4.1 组成结构（如图1所示）

（1）可快速更换的标准模块化纸盒过滤单元，模块化纸盒过滤单元由：固定段、移动段、底部轨道三部分组成;

（2）可将过滤单元与排风系统脱离或连接的自动举升机构，自动举升装置由：型钢框架、软连接法兰、气缸等气动元件组成，并与模块化纸盒过滤单元配套使用。软连接法兰上端经气动风阀与排风管固定，下端由气缸带动可沿轨道上下滑动，即可实现与过滤单元出风口的连接与脱离;

（3）洁净式插板式气动风阀，在过滤单元的进风口和出风口处均设有隔离用气动风阀，该风阀既作为工艺用风阀（更换过滤单元用），也作为消防用区域封闭阀。入口处气动风阀由于直接与排风腔的脏风腔连接，平时运行时打开，不会有漆雾聚集，修护状态时关闭;

（4）模块化喷漆室;

（5）經流场仿真优化的喷漆室底部排风腔;

（6）循环风空调;

（7）智能化控制系统。

4.2 喷房排风结构

脏风区的设计（喷房下部操作平台至过滤单元入口段的封闭腔体）是要保证排风中的漆雾尽可能的集中在排风通道的中部，从而避免过喷漆雾污染脏风区的壁面，增加人工清理成本，同时也保证在脏风区的下部含漆雾的排风能够均匀顺利的进入过滤单元的入口，提高过滤单元对漆雾的捕捉效率。经过过滤单元的洁净风进入循环风空调或排放至烟囱（如图2所示）。

4.3 循环风空调

迷宫纸盒干式喷房系统的另一重要组成就是满足节能需求的循环风空调的送排风。根据纸盒过滤单元的排风工艺参数及循环风方式，循环风空调分为全循环风和循环风与新风混合进风两种方式。喷漆室排风经迷宫纸盒漆雾捕捉系统处理后，空气温湿度基本不变，相对新风空调或湿式文丘里的循环风，均大幅降低了温湿度控制能耗。

可使喷房在再循环风模式下运行，尤其是在自动喷漆区中运行。循环风不需要通过冷却至露点下来进行除湿。空气在再循环风单元中通过带内嵌加湿器的冷却系统进行调节。来自供风单元的一部分新鲜空气经由再循环风单元前方清洁区的排风机供应。冷盘管可补偿因风机导致的温度增加，并联的加湿器可弥补冷却过程中冷凝导致的水流失，使再次达到工艺参数值。

4.3.1 循环风空调的主要优势

（1）节能，大幅降低运营成本;

（2）降低排风量，减少VOC处理设备的负荷;最终大幅降低投资成本和运营成本;

（3）对冷热源需求稳定，对配套设备造成的压力小。

4.3.2 采用循环风空调时的注意事项

未完全处理掉的漆渣是循环风空调使用过程中的最主要问题。

主要体现在：

（1）过滤器需频繁更换。短则3-5天，长则10天左右;

（2）堵塞盘管，降低盘管换热效率。

主要对策：

（1）采用DPA等大容尘量的过滤器材;

（2）增加迷宫等结构，以惯性力捕捉部分小颗粒;

（3）设置保安过滤器。

5 工艺过程控制

纸盒干式喷房运行系统自动控制逻辑（系统运行流程图，如图3所示）：

（1）来自喷房的带漆空气，经过风管进入漆雾捕捉系统的处理单元中，在处理单元中进行相应的过滤吸附等操作，处理完成后的干净空气经排风管统一返回循环风空调系统中;

（2）在漆雾处理的过程中，根据纸盒过滤单元和袋式过滤器前后压差判定是否需要更换，更换时模块前后风阀自动关闭，举升机构上升开启。全部过程由计算机来进行自动判断和处理，人接界面中设定相关参数，人机界面可对保存的参数进行监控和更改。

6 优势

6.1 低运行成本

（1）80%的喷房排风可循环使用，降低了空调运行的能源成本;

（2）不使用水和化学药剂;

（3）降低污染物处理成本;

（4）维护成本低。

6.2 节能&环保

（1）降低了电、天然气等能源的消耗，减少CO2排放;

（2）无废水产生，无化学药剂的消耗和排放;

（3）減少了污水、固体废弃物产生量：漆渣、油漆污水、石灰粉。

6.3 可拓展的模块化结构

模块化的过滤单元集成设计，可根据不同的生产线状况进行拓展，其他主要部件也都采用模块化结构，方便运输和安装。

6.4 全自动运行控制，减小人工误操作

自动检测系统压差，根据相关设定自动判断纸 盒状态并提供更换意见。当需要更换时，声光报警提示，更换确认后自动进入更换流程，避免人工误操作。

当过滤小车中过滤器的压差或喷漆区域排风机的频率超出规定值，该系统会通过小车装卸平台上的信号灯通知工人更换过滤器。工人打开机械压紧装置的锁并用该区域内准备好的新小车更换饱和过滤小车。工人随后将新小车锁紧在小车装卸平台上。为锁紧小车装卸平台开口并保护设备，通过在开口处布置封锁线并将通道标记为“安全区域”来确保对该区域进行访问保护。

工人将带已使用过滤器的过滤小车放入过滤器更换站。在此工作平台上，工人拆卸过滤盒和微孔过滤器。由于此处有升降台可将过滤小车置于保持位上三个不同的过滤层级，因此不需要手动提升过滤盒。在卸料站，还可以对过滤小车进行称重以作为过滤器管理的一部分。工人通过滚床将过滤盒输送至提供的废物箱中。废物箱通过物料升降机被运送至厂房外部指定的垃圾处置区。

6.5 模块化系统设计，便于检修和维护

当需要更换时，声光报警提示，更换确认后自动进入更换流程，避免人工误操作。自动压紧检测，对过滤单元位置进行定位监控，避免位置不当造成的系统过滤效果下降。

6.6 集成化显示，便于操作和监控

配备可监控显示的触摸屏，可在线监控系统内状态，可实时采集系统数据，检测风阀状态、气缸状况及压差等信息，方便相关人员进行监控。

可在线修改相关参数，对相对应设备进行操作，减少维护及维修人员工作量;可通过通信网络实现远程监控，便于进行过程数据分析及优化等工作。可选装压差传感器、能源计量等，可实时检测和监控纸盒和袋式过滤器前后的压差变化和能源消耗，实现过滤器更换周期及漆雾收集与压差变化等的据采集，便于维护管理。检测和监控过滤单元移动端与固定端的压紧状态，便于过滤单元更换时的压紧确认。

6.7 符合人体工程学的设计

过滤模块放置在2.5米层，便于操作、维修和保洁，一人即可完成过滤模块的拉出与推入操作，纸盒过滤单元与袋式过滤器的更换方便快捷。

6.8 高效的漆雾捕捉效率及高适应性

迷宫纸盒与袋式过滤器的组合，使漆雾捕捉效率可高达97%。迷宫纸盒过滤单元具备多种规格，现场适用度高。

7 结束语

日益严峻的环境问题，构建绿色工厂的使命，是持续发展的源泉。现代化的喷漆室是涂装车间能耗最多的设备（汽车厂涂装车间是能耗大户占总能耗约为：73%，其中喷漆室占涂装总能耗约：58%）。迷宫纸盒漆雾分离技术应用：减少喷漆废水产生，有效节约了污水处理成本;减少了大量石灰粉吸附漆雾后无法利用，耗费大量资金做为危废处理等。跟随工业4.0的步伐，涂装干式喷房迷宫纸盒技术，将快速普及并推广至国内汽车生产企业应用。

参考文献

[1] 仓里.涂装工艺[M].化学工业出版社，2009.

[2] 冯立明，张殿平等编著.涂装工艺及装备[M].化学工业出版社出版，2013.

[3] 汪士选.汽车涂装[M].化学工业出版社出版，2010.