关于湿式文丘里和干式文丘里综合运行分析

李博文 蔡培雷

摘 要：主要阐述干式文丘里和湿式文丘里工作原理，工作流程，日常运行，分析了各自系统特点、干式和湿式文丘里的运行效率，以及处理经济性问题。

关键词：过喷漆雾;湿式文丘里;干式文丘里;环保

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：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

隨着科学技术的不断发展以及对环境的认识和要求不断提升，涂装漆雾收集和废气处理必将进入一个新阶段。本文对汽车行业整车生产过程中的涂装喷涂工艺进行分析，对比当前喷涂过程中多余油漆颗粒捕捉技术，在工艺及技术特点上的差异，以及两种工艺的后续处理措施和经济运行成本的不同，旨在为后续整车产品涂装工艺集成，及环保技术与装备发展做必要的技术借鉴及参考。

2 汽车整车自动化喷涂工艺

随着汽车行业的蓬勃发展，涂装新技术的不断应用，以及环境保护VOC排放的严格要求，新一代涂装集成及机器人自动喷涂技术不断应用于新建涂装工厂中。

以上海金桥地区某涂装车间为例：目前涂装车间汽车整车喷涂工艺，取消了传统的内表面的手工喷涂工艺，采用全自动化的内表面喷涂机器人，已实现100%自动化喷涂;喷涂油漆原料上已将传统的油性漆工艺改为更环保的水性漆工艺，从而在全过程自动化的同时实现了节能环保的理念。

针对内喷机器人喷涂的特点：油漆颗粒不能实现100%的完全附着在车身上，必然会有部分的油漆颗粒及溶剂随喷房静压下沉。

外喷区域，一般由四个喷涂机器人对整车外表面进行喷涂，同样存在着油漆颗粒及溶剂的不完全吸附而产生的过喷涂漆雾颗粒。

针对以上喷涂过程中产生的未吸附到车身表面的油漆漆雾颗粒，目前涂装行业采用普遍采用湿式文丘里技术和干式文丘里技术实现对油漆漆雾的收集和处理。

2.1 湿式文丘里技术

湿式文丘里技术是一种传统的油漆颗粒处理技术，他利用循环水将油漆颗粒带入存储罐进行化学药剂处理，沉淀，形成漆渣，废气经水汽分离后经过废气处理系统排放到室外。

2.1.1 湿式文丘里工作原理

湿式文丘里是在喷房的网格板下面，铺设一层不断循环的水床，喷房静压将未吸附的油漆颗粒不断压入循环水中，再统一汇集到收集罐中，添加化学药品进行化学处理，经絮凝、沉降，除渣等，是一种通过化学方法实现的漆雾捕捉及处理技术。目前在金桥某几个建于2010年前的涂装车间使用。

2.1.2 湿式文丘里后续处理

经过湿式文丘里系统处理后，产生的主要废弃物有：废气，废水，漆渣。

对湿式文丘里处理后的废气：由于其工艺过程经过水环境，其废气的湿度较高会达到100%RH左右，另外湿式文丘里需要不断的供风，其温度变化明显，需要不断地加热供能。

对于漆渣：需要不断加药和定期清理沉淀的漆渣，并按照危险废弃物处理的标准对漆渣进行后续无害化处理。

对于废水的产生，经化学药剂处理后的废水需排放到专门的废水处理设施中进行合规性处理，再进行排放。

针对产生的废气，需要安装专业的废气处理装置进行处理，如KPR系统。

由于过喷涂颗粒随供风经湿式文丘里处理，空气湿度达100%RH，因此在后续处理时，经过空气过滤器后，会使空气过滤器变的潮湿并容易堵塞，严重时会导致空气过滤器的结块或堵塞，失去了过滤油漆颗粒的效果，同时易堵塞沸石转轮，降低转轮的吸附效果，产生VOCS排放超标，甚至导致数百万价值的沸石转轮的报废，从而影响生产的进行，造成更大的损失。

2.1.3 湿式喷房消耗

对油漆车间是湿式文丘里的，影响供风单元能耗的主要因素有两个，一是风量，二是进风与出风的温湿度差。湿式喷房的供风一般为全新风，并且控温控湿（一般在 24±1oC，65±3% RH），供风空调需消耗大量的水、电和天然气。

2.2 石灰粉干式文丘里技术

干式喷房采用物理方式，通过以石灰粉和过滤器组成的分离系统来捕捉分离喷房排风中的油漆颗粒，将喷房排风中的油漆颗粒进行分离，分离过程无需水和化学品的消耗，排出的废渣依然可以烧制建材，投入路桥基础建设，为目前前沿的OEM喷房空气净化处理技术。其现场工作环境无可见的油漆材料，设备干净整洁，便于后续的日常设备维护和定期的保洁工作。

其具有以下技术优势：

优化废水排放：使用石灰粉替代传统的水作为吸附介质，并通过专用过滤设备对漆雾进行过滤，不产生废水;

控制工艺领先：通过去除生产过程中产生的废气、漆雾，实现喷房供风的循环使用。

2.2.1 石灰粉干式文丘里工作原理

干式文丘里技术见图1，来自喷房的含油漆颗粒的气体，进入文丘里单元中，伴随着由底部吹来的石灰石粉一同吹向过滤器预涂层，在预涂层界面实现油漆颗粒和空气的分离，油漆颗粒附着在预涂层的表面，干净的空气将经过预涂层进入过滤器内部管道中，进行循环使用。当预涂层过滤的油漆颗粒达到一定的量后，将启动由内而外的2-6Bar的压缩空气反向吹气，从而将预涂层表面的含油漆颗粒的石灰石粉去除，实现预涂层表面的清洁，多余的含油漆废石灰粉将吹入专用的集尘器内，如此反复进行，从而实现过滤器对含油漆颗粒气体的有效过滤。

整个过程主要分为三个步骤：

（1）含油漆气体经预涂层（石灰粉）覆盖过滤器;

（2）含油漆气体在带涂层的过滤器分离出漆雾和空气;

（3）反向吹气移除预涂层和油漆颗粒的混合物;

2.2.2 石灰粉干式喷房能耗

干式喷房的排风含有少量溶剂且温湿度变化非常小，送入喷房循环风空调系统处理后重新供给机器人喷涂区进行循环使用;喷房供风空调的新风量得以减少;

干式喷房因使用了循环风，使得供风空调的新风量大幅降低，从而实现节能降耗。

如某工厂干湿文丘里改造，做过如下对比：

由此可见：干式文丘里的整个除漆雾过程没有使用任何水和化学品（如絮凝剂等），减少了水、化学品的浪费和环境的污染;整个循环风也可实现 80% ～ 95%的回收利用，新循环风量将可以降低 47%;此外，干式文丘里的优势还包括减少噪音、无异味，减少喷房截面积等[1]。

2.2.3 石灰粉干式文丘里产生废弃物的后续处理

干式文丘里一般采用预涂层（石灰粉）覆盖过滤器，因此其产生的废弃物主要是含油漆颗粒和溶剂的废石灰石粉。此类废弃物在国外整车厂定义为一般废弃物，目前国内需先送至环部门进行废弃物危险特性鉴别，由于废石灰石粉主要成分为废石灰石粉，油漆含量很低，目前各工厂废石灰粉通过控制过车数进行反冲洗均能使非石灰粉达到一般废弃物处理级别，每吨的处理费可控制在千元左右，而无需按照危险废弃物六千多的标准处理，因此其废弃物处理成本大幅降低。

另一方面，经干式文丘里石灰石粉吸附过滤后的废气，其空气相对湿度小，不易结块而造成后道过滤系统堵塞，因此其后道过滤系统运行更高效稳定，能有效保持废气处理系统如沸石转轮高效运行。

據了解，湿式文丘里处理后的废气，其相对湿度大，容易造成过滤袋堵塞，另外湿度大的废气经过沸石转轮时，易造成沸石转轮高效吸附空隙堵塞，从而使转轮处理效率降低，严重者可能致使转轮报废，产生重大的产量损失和环保排放超标影响。

2.3 纸盒式干式文丘里技术

纸盒式干式文丘里技术是近年来新发展出现的新式喷房漆雾捕捉系统，通过多次回折复杂的纸盒内部通路设计，增大内部接触面积，阻挡并吸附带油漆颗粒气体，从而实现对油漆颗粒的有效收集，多余含少量油漆颗粒的气体，通过后道过滤去除，同时可以实现气体进入循环风系统进行循环使用。

纸盒式干式文丘里技术原理：

纸盒基本工作原理是含有过喷漆雾的空气由排风机吸入纸盒入口，漆雾颗粒随风在纸盒内部通过不同路径结构，利用离心力使大颗粒雾滴被多重折流风道表面吸附。由于纸盒无法完全捕捉所有漆雾颗粒，纸盒过滤器后增设有袋式过滤器，用以进一步捕捉排风中的漆雾小颗粒，双重过滤达到净化空气的目的。

纸盒式干式文丘里技术使用的原料为阻燃的纸板材料，经收集吸附油漆后，可以直接进行焚烧处理。另外纸盒式文丘里的所用纸盒为集成使用，使用的纸盒数量少，更换方便，所需的人工成本较低。

2.4 湿式文丘里和两种干式文丘里运行维护对比分析

针对湿式和两种干式文丘里处理技术，其日常运行及维护的费用如何，是在进行制造设计中特别需要进行分析的部分。现以年产量20w的产量为例，分别针对三个工艺进行成本分析。

A厂使用湿式文丘里处理技术，B厂为干式石灰粉文丘里处理，C厂为干式纸盒文丘里处理技术。

综上，综合考虑处理费用、新风费用和运行维护费用，干式文丘里运行维护费用综合比湿式文丘里低，而干式纸盒文丘里处理技术运行维护费用最低，但应用成熟度尚不足，虽然对人员的需求最少，维护更换也最方便，还需进一步在应用中收集数据。

3 总结

（1）本文对湿式文丘里和干式文丘里进行了系统的对比分析，为后续整车产品涂装工艺集成选型和日常的系统升级维护提供支持和必要的技术参考。

（2）干式文丘里在处理漆雾颗粒及新鲜风供给节省上有明显优势，在考虑集成文丘里项目时，还要考虑当地环境因素和合规义务的影响。

（3）在废气处理方面，干式文丘里有着与湿式文丘里相比的更小的对于废气处理装置影响的优势。特别是各地的排放要求必将进一步收严。

（4）在湿式文丘里和两种干式文丘里运行维护上：干式文丘里运行维护费用综合比湿式文丘里低，而干式纸盒文丘里处理技术运行维护费用最低，但应用成熟度尚不足，虽然对人员的需求最少，维护更换也最方便，还需进一步在应用中收集数据。

参考文献

[1] 赵雪林，李旭.浅析绿色技术在汽车涂装行业中的应用和发展[J]. 现代涂装，2013，16（2）：16-42