浅谈汽车涂装喷漆废气处理系统的节能规划

封瑾

摘 要：随着环境问题的日益严重，我国采取了越来越严格的工业生产排放政策，雾霾污染天气实行污染企业的限产已经严重影响了工厂的正常生产流程，在汽车行业，受影响最为严重的莫过于汽车涂装喷漆车间，为了应对废气排放污染的环境问题，同时为了节约能源消耗降低产品单位成本，保证企业的正常生产并提高经济利润率水平，我们对汽车涂装喷漆废气处理系统的节能规划工作显得越来越迫切。本文站在汽车涂装喷漆废气处理系统规划的角度展开研究，在满足环境保护政策要求的基础上，力争能源的节约利用，对同行业的节能减排工作有一定的借鉴作用。

关键词：汽车;涂装;喷漆;废气处理;节能环保

1 引言

随着我国经济的不断发展，人们生活水平日益提高后对汽车的需求越来越高，改革开放短短四十年，我国汽车生产和人均占有量已经有了质的飞跃和量的突破，极大的促进了汽车行业的大发展。与经济水平提高同步到来的是环境的污染和破坏，是能源的需求日益提高，可以说，汽车行业的发展在贡献了利润和便捷的交通工具的同时，也贡献了能源消耗和环境污染。我国对汽车行业的污染已经从只重视发展到发展与环境并重，又到了发展必须环保三个阶段，在环境污染天气，已经对不达标的汽车生产排放超标生产环节进行了关停限产措施，严重制约了汽车行业的正常发展。特别是汽车喷涂喷漆环节，一方面废气污染严重，另一方面对能源的消耗也十分惊人，已经成为汽车行业进行节能减排的重点。汽车涂装喷漆废气的主要成分为苯类挥发物和其他有机化合物的挥发物，当前汽车涂装喷漆废气减排主要通过进行喷涂材料的更新、喷涂工艺的改进、喷涂设备的改良来实现汽车涂装喷漆过程的绿色环保。近十年来，随着环境问题的日益严峻，我国多地陆续出台汽车知道喷涂喷漆废气排放标准，例如上海对于非甲烷总烃排放浓度超过三十毫克每立方米、单位涂装面积挥发性有机化合物排放超过三十五克每平米的企业，不得投产，促进汽车涂装喷漆废气的处理系统改进和重新规划，而挥发性有机化合物的处理方式有赖于电力和天然气能源的消耗，节能压力巨大。

2 汽车涂装喷漆废气处理系统

受到汽车涂装喷漆废气产生量较大、浓度不高的生产特点，原始的汽车涂装喷漆废气处理方式是直接向大气进行排放，后来从烟囱高度和排放速率方面进行限制，现在需要对排放的有毒有害废气密度指标进行限制。根据最新的汽车涂装喷漆废气处理要求，汽车涂装喷漆废气处理系统应运而生。汽车涂装喷漆废气处理系统的最终目的是达到一定的排放浓度标准，满足生产所需的法律法规和行业标准的要求。汽车涂装喷漆废气处理系统根据处理废气的成分和处理原理，主要包括过滤系统、浓缩系统和燃烧系统三个部分，具体工作方式介绍如下：由于废气纯度低含有各种杂质，为了提高后续处理效果，需要对汽车涂装喷漆废气先进行过滤，将固体颗粒和杂质进行物理去除。第二部分的作用是针对汽车涂装喷漆废气密度低、排量大的特点进行处理，为了提高处理效果，缩小处理成本，通过浓缩系统对汽车涂装喷漆废气进行浓缩处理，最多缩减体积为原体积的二十五分之一，便于进行后续第三部分的燃烧处理。经过燃烧的汽车涂装喷漆废气，将污染性较高的挥发性有毒有害物质进行分解净化，达到排放标准后降温排放。汽车涂装喷漆废气处理系统现场如下图：

3 汽车涂装喷漆废气处理系统规划

在汽车涂装喷漆废气处理系统规划过程中，需要考虑降低处理过程的能源消耗率，需要降低系统投资和运行费用，需要考虑降低汽车涂装喷漆废气的产生量。根据这个规划思路，当前主流的汽车涂装喷漆废气处理系统都规划为利用汽车涂装喷漆废气进行循环生产，制造密闭的生产空间，从而降低汽车涂装喷漆废气处理的目的，同时提高废气处理燃烧过程中的热量循环利用率，降低汽车涂装喷漆废气处理能源利用消耗。（1）汽车涂装喷漆车间的废气循环利用措施。为了降低汽车涂装喷漆废气的处理量，可以采用密闭式空间进行循环空气生产模式进行汽车涂装喷漆作业，但是考虑到对人员的保护和健康需求，无法实现。为了解决这个问题，当前主要有两个途径，第一是在人员工位送新风，其他无人员需求位置采用循环空气，较之原来的全新风已经极大的降低了汽车涂装喷漆废气处理压力，实现了节约废气处理系统能源消耗的作用。另一个解决办法是提高机器人作业的智能化水平，取代人的干预，通过机器编程后，由机器人在密闭车间完成汽车涂装喷漆作业，仅在完工后进行汽车涂装喷漆废气处理，降低了汽车涂装喷漆废气处理负荷，减少了汽车涂装喷漆废气处理系统的能源消耗水平，達到了节能减排的功能。相对于后者，第一种方式属于半新风空调系统，原传统空调系统为全新风空调系统模式，从空调能源消耗方面来说，改进后也可以减少空调冷热能源和电力的消耗，实现汽车涂装喷漆废气处理系统的节能要求。（2）汽车涂装喷漆车间的废气处理系统热能回收利用。汽车涂装喷漆车间的废气处理系统主要依靠的是浓缩后进行混合天然气燃烧的方法来实现对有毒有害废气的处理，燃烧后的废气直接排放到大气中将造成大气热污染并造成能源的浪费，提高热量的利用有利于节约汽车涂装喷漆车间的废气处理系统的节能。循环利用最为高效、可行的方式是用于空调系统的温度调节，用于车间内部的新风系统加热。包括汽车涂装喷漆完成后的闪干烘房的空调，其新风加热也可利用废气燃烧余热。（3）汽车涂装喷漆废气燃烧装置比选。汽车涂装喷漆车间的废气中的挥发性有机化合物经过燃烧后分解为水和二氧化碳，达到无害化处理，在燃烧设备的应用方面，当前主要有RTO和TAR两种结构形式，后者排放温度可以达到三百摄氏度以上，完全可以用于加热脱附气体，实现能源循环利用，降低燃料消耗和处理成本。TAR排放温度较低，仅为一百摄氏度左右，需要独立的加热装置，自身循环利用余温的经济性较差，但仍可以进行热水制备、空调取暖等余热利用设备，加上热泵系统后，可利用温差更大，回收利用余热资源更多。由于余热利用系统涉及较多系统之间的配合，需要在规划阶段进行统筹考虑，预留空间和系统设备用电用水负荷等。（4）其他汽车涂装喷漆废气处理系统的节能规划。汽车涂装喷漆废气处理余热间接利用过程中的最大问题就是其含有的杂质较多，容易堵塞和附着在换热器表面，造成换热器的换热系数降低，无法达到规划设计工况。面对这类问题，最好的解决方式是进行汽车涂装喷漆车间内部的余热利用，特别是在本系统内部进行利用，防止污染相关其他系统。比如将汽车涂装喷漆废气处理余热用于固体废物中的水分干燥和挥发份的处理，降低固体废物的含水率，减少固体废物的流动性和体积，增加处理效率。目前，从降低职业病的角度出发，很多发达国家已经逐步利用机器手臂取代人工操作，不仅能够实现工作效率的大幅度提高，还能减少对人的伤害，降低人身防护和保护方面的经济投入。无人作业的汽车涂装喷漆车间，完全可以使用全循环空调系统，在循环过程中增加废气中合、固体过滤等设备，形成密闭车间和负压控制，降低对环境的污染的同时，减少了空调新风余热能源消耗，降低了汽车涂装喷漆废气处理量。

4 结束语

随着技术的不断更新，特别是新材料的不断研发，汽车涂装喷漆中的废气中的有毒有害物质含量将不断降低，相关处理技术也将在环保政策的刺激下不断提高，以人为本的理念会不断促进机械自动化设备代替人工从事污染型工作，我们作为汽车工业的技术工作人员，需要在具体工作中做好规划，不断提高汽车涂装喷漆废气处理系统的节能和环保水平。

参考文献：

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