淺談汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的節能規劃

封瑾

摘 要：隨著環境問題的日益嚴重，我國采取了越來越嚴格的工業生產排放政策，霧霾污染天氣實行污染企業的限產已經嚴重影響了工廠的正常生產流程，在汽車行業，受影響最為嚴重的莫過于汽車涂裝噴漆車間，為了應對廢氣排放污染的環境問題，同時為了節約能源消耗降低產品單位成本，保證企業的正常生產并提高經濟利潤率水平，我們對汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的節能規劃工作顯得越來越迫切。本文站在汽車涂裝噴漆廢氣處理系統規劃的角度展開研究，在滿足環境保護政策要求的基礎上，力爭能源的節約利用，對同行業的節能減排工作有一定的借鑒作用。

關鍵詞：汽車;涂裝;噴漆;廢氣處理;節能環保

1 引言

隨著我國經濟的不斷發展，人們生活水平日益提高后對汽車的需求越來越高，改革開放短短四十年，我國汽車生產和人均占有量已經有了質的飛躍和量的突破，極大的促進了汽車行業的大發展。與經濟水平提高同步到來的是環境的污染和破壞，是能源的需求日益提高，可以說，汽車行業的發展在貢獻了利潤和便捷的交通工具的同時，也貢獻了能源消耗和環境污染。我國對汽車行業的污染已經從只重視發展到發展與環境并重，又到了發展必須環保三個階段，在環境污染天氣，已經對不達標的汽車生產排放超標生產環節進行了關停限產措施，嚴重制約了汽車行業的正常發展。特別是汽車噴涂噴漆環節，一方面廢氣污染嚴重，另一方面對能源的消耗也十分驚人，已經成為汽車行業進行節能減排的重點。汽車涂裝噴漆廢氣的主要成分為苯類揮發物和其他有機化合物的揮發物，當前汽車涂裝噴漆廢氣減排主要通過進行噴涂材料的更新、噴涂工藝的改進、噴涂設備的改良來實現汽車涂裝噴漆過程的綠色環保。近十年來，隨著環境問題的日益嚴峻，我國多地陸續出臺汽車知道噴涂噴漆廢氣排放標準，例如上海對于非甲烷總烴排放濃度超過三十毫克每立方米、單位涂裝面積揮發性有機化合物排放超過三十五克每平米的企業，不得投產，促進汽車涂裝噴漆廢氣的處理系統改進和重新規劃，而揮發性有機化合物的處理方式有賴于電力和天然氣能源的消耗，節能壓力巨大。

2 汽車涂裝噴漆廢氣處理系統

受到汽車涂裝噴漆廢氣產生量較大、濃度不高的生產特點，原始的汽車涂裝噴漆廢氣處理方式是直接向大氣進行排放，后來從煙囪高度和排放速率方面進行限制，現在需要對排放的有毒有害廢氣密度指標進行限制。根據最新的汽車涂裝噴漆廢氣處理要求，汽車涂裝噴漆廢氣處理系統應運而生。汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的最終目的是達到一定的排放濃度標準，滿足生產所需的法律法規和行業標準的要求。汽車涂裝噴漆廢氣處理系統根據處理廢氣的成分和處理原理，主要包括過濾系統、濃縮系統和燃燒系統三個部分，具體工作方式介紹如下：由于廢氣純度低含有各種雜質，為了提高后續處理效果，需要對汽車涂裝噴漆廢氣先進行過濾，將固體顆粒和雜質進行物理去除。第二部分的作用是針對汽車涂裝噴漆廢氣密度低、排量大的特點進行處理，為了提高處理效果，縮小處理成本，通過濃縮系統對汽車涂裝噴漆廢氣進行濃縮處理，最多縮減體積為原體積的二十五分之一，便于進行后續第三部分的燃燒處理。經過燃燒的汽車涂裝噴漆廢氣，將污染性較高的揮發性有毒有害物質進行分解凈化，達到排放標準后降溫排放。汽車涂裝噴漆廢氣處理系統現場如下圖：

3 汽車涂裝噴漆廢氣處理系統規劃

在汽車涂裝噴漆廢氣處理系統規劃過程中，需要考慮降低處理過程的能源消耗率，需要降低系統投資和運行費用，需要考慮降低汽車涂裝噴漆廢氣的產生量。根據這個規劃思路，當前主流的汽車涂裝噴漆廢氣處理系統都規劃為利用汽車涂裝噴漆廢氣進行循環生產，制造密閉的生產空間，從而降低汽車涂裝噴漆廢氣處理的目的，同時提高廢氣處理燃燒過程中的熱量循環利用率，降低汽車涂裝噴漆廢氣處理能源利用消耗。（1）汽車涂裝噴漆車間的廢氣循環利用措施。為了降低汽車涂裝噴漆廢氣的處理量，可以采用密閉式空間進行循環空氣生產模式進行汽車涂裝噴漆作業，但是考慮到對人員的保護和健康需求，無法實現。為了解決這個問題，當前主要有兩個途徑，第一是在人員工位送新風，其他無人員需求位置采用循環空氣，較之原來的全新風已經極大的降低了汽車涂裝噴漆廢氣處理壓力，實現了節約廢氣處理系統能源消耗的作用。另一個解決辦法是提高機器人作業的智能化水平，取代人的干預，通過機器編程后，由機器人在密閉車間完成汽車涂裝噴漆作業，僅在完工后進行汽車涂裝噴漆廢氣處理，降低了汽車涂裝噴漆廢氣處理負荷，減少了汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的能源消耗水平，達到了節能減排的功能。相對于后者，第一種方式屬于半新風空調系統，原傳統空調系統為全新風空調系統模式，從空調能源消耗方面來說，改進后也可以減少空調冷熱能源和電力的消耗，實現汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的節能要求。（2）汽車涂裝噴漆車間的廢氣處理系統熱能回收利用。汽車涂裝噴漆車間的廢氣處理系統主要依靠的是濃縮后進行混合天然氣燃燒的方法來實現對有毒有害廢氣的處理，燃燒后的廢氣直接排放到大氣中將造成大氣熱污染并造成能源的浪費，提高熱量的利用有利于節約汽車涂裝噴漆車間的廢氣處理系統的節能。循環利用最為高效、可行的方式是用于空調系統的溫度調節，用于車間內部的新風系統加熱。包括汽車涂裝噴漆完成后的閃干烘房的空調，其新風加熱也可利用廢氣燃燒余熱。（3）汽車涂裝噴漆廢氣燃燒裝置比選。汽車涂裝噴漆車間的廢氣中的揮發性有機化合物經過燃燒后分解為水和二氧化碳，達到無害化處理，在燃燒設備的應用方面，當前主要有RTO和TAR兩種結構形式，后者排放溫度可以達到三百攝氏度以上，完全可以用于加熱脫附氣體，實現能源循環利用，降低燃料消耗和處理成本。TAR排放溫度較低，僅為一百攝氏度左右，需要獨立的加熱裝置，自身循環利用余溫的經濟性較差，但仍可以進行熱水制備、空調取暖等余熱利用設備，加上熱泵系統后，可利用溫差更大，回收利用余熱資源更多。由于余熱利用系統涉及較多系統之間的配合，需要在規劃階段進行統籌考慮，預留空間和系統設備用電用水負荷等。（4）其他汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的節能規劃。汽車涂裝噴漆廢氣處理余熱間接利用過程中的最大問題就是其含有的雜質較多，容易堵塞和附著在換熱器表面，造成換熱器的換熱系數降低，無法達到規劃設計工況。面對這類問題，最好的解決方式是進行汽車涂裝噴漆車間內部的余熱利用，特別是在本系統內部進行利用，防止污染相關其他系統。比如將汽車涂裝噴漆廢氣處理余熱用于固體廢物中的水分干燥和揮發份的處理，降低固體廢物的含水率，減少固體廢物的流動性和體積，增加處理效率。目前，從降低職業病的角度出發，很多發達國家已經逐步利用機器手臂取代人工操作，不僅能夠實現工作效率的大幅度提高，還能減少對人的傷害，降低人身防護和保護方面的經濟投入。無人作業的汽車涂裝噴漆車間，完全可以使用全循環空調系統，在循環過程中增加廢氣中合、固體過濾等設備，形成密閉車間和負壓控制，降低對環境的污染的同時，減少了空調新風余熱能源消耗，降低了汽車涂裝噴漆廢氣處理量。

4 結束語

隨著技術的不斷更新，特別是新材料的不斷研發，汽車涂裝噴漆中的廢氣中的有毒有害物質含量將不斷降低，相關處理技術也將在環保政策的刺激下不斷提高，以人為本的理念會不斷促進機械自動化設備代替人工從事污染型工作，我們作為汽車工業的技術工作人員，需要在具體工作中做好規劃，不斷提高汽車涂裝噴漆廢氣處理系統的節能和環保水平。

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