紙盒過濾器在涂裝線上的全流程規劃及設計

馬力 王建凱 張冀伸 王錚浩 馬郡

摘 要：鑒于中汽工程自主研發的干式紙盒噴漆室已經推廣應用于國內外多條涂裝生產線項目。文章從前期設計、生產應用、后續處理對紙盒過濾器的全流程規劃及設計進行了總結，提出了紙盒過濾器選型原則，總結了紙盒過濾器在生產線上分布及消耗量的影響因素及計算方法，分析了紙盒儲存及更換的設計原則及注意事項，探討了廢舊紙盒的后續處理的方法，為后續相關規劃設計提供重要參考。

關鍵詞：紙盒過濾器;干式過濾系統;涂裝線

中圖分類號：U445.58+5 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）16-158-04

Abstract： In view of dry box filter system spray booth independently developed by Automotive Engineering Corporation， it has been widely used in many coating production line projects at home and abroad. This article summarizes the overall process planning and design of the box filter from the preliminary design， production application， and subsequent processing. The selection principle of the carton filter is proposed， and the influencing factors and calculation methods of the distribution and consumption of the box filter on the production line are summarized. The design principles and precautions for storage and replacement of cartons are analyzed. Discussed the method of subsequent treatment of waste carton. Provide important reference for planning and design in other subsequent project.

Keywords： Cardboard filter; Dry filter system; Coating line

CLC NO.： U445.58+5 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-158-04

前言

在整車涂裝生產線上，傳統應用為濕式文丘里噴漆室，其處理過程會產生廢水和廢渣，后處理費用高，而且排風濕度大，循環利用成本高，節能效果差。因此，涂裝車間作為汽車制造四大工藝中的能耗大戶，能耗比例占到約 70%[1]。

近年來，干式紙盒噴漆室由于節能、環保、成本低，廢物處理簡單，已應用在國內多條整車涂裝生產線上[2]。其結合機器人自動噴涂、空調循環風系統等手段，將排風凈化后可重復利用 80-90%，大幅降低能源消耗。

紙盒過濾系統作為干式紙盒噴漆的重點設備，其規劃設計是干式噴漆室設計的核心。本文將從前期設計、生產應用、后續處理對紙盒過濾器的全流程規劃及設計進行了總結、歸納與探討。

1 工藝介紹

以某整車涂裝生產線實際規劃設計為例。該生產線采用“帶預噴的2010V水性免中涂工藝”。按照全年工作日為230天，雙班制，每班工作8小時進行規劃。考慮工件的返工率，噴漆室內的設計能力為36JPH。

色漆采用水性漆，清漆采用2K 溶劑型漆。油漆的相關性能參數如下：

色漆和清漆的噴漆室安裝全新7軸機器人，實現全自動內外噴涂。其相關數據表2所示。

漆霧處理采用由中汽工程自主研發的具備節能、降耗、低排放優勢的最新干式噴房漆霧處理技術。干式噴房漆霧處理模塊主要由干式風腔系統，干式紙盒過濾系統以及底部排風系統組成，如圖1所示。其中干式紙盒過濾系統中的重點設備為裝有紙盒過濾器的過濾單元。在含有漆霧的風通過過濾單元時，紙盒過濾器完成對噴漆室過噴漆霧顆粒進行捕捉，實現噴漆室排風的凈化。

2 紙盒過濾系統設計

2.1 紙盒過濾器選型

本項目采用過濾性能較好的多層網格式紙盒過濾器[3、4]。它是由帶有菱形開口的牛皮紙層以及可選的雙密度合成聚酯濾棉層構成。前層采用較大的擋板開口，隨后是逐漸減小的“鉆石”設計層，以及可選的致密非織造聚酯最終背層。根據不同的涂料特點，選用不同類型的產品與規格，以最大程度地提高效率和強度。

根據水性漆參數，紙盒過濾器采用6層牛皮紙層加35mm的 G4過濾棉厚度。其特點是完全可以滿足攔截低于10um 及10um 以下的微小顆粒物，攔截效率高、同時大大降低了后道濾材的更換頻次和對后道設備污染的風險。

根據溶劑性 2k 清漆過噴的顆粒物粘度高、固化快等特點，紙盒過濾器的G4 過濾棉克重有所調整，避免了市場上一些同類產品容易堵塞，捕捉量偏低等弊端。

色漆及清漆紙盒過濾器的性能曲線如圖2所示。

為避免安裝初期紙盒壓差太大，一般考慮壓差在15～65Pa之間。結合圖2性能曲線，兩款過濾紙盒器的推薦設計風速均按照在900～1500m3/h考慮。

2.2 紙盒過濾單元設計

紙盒過濾單元通常采用安裝4個或者6個紙盒過濾器的標準化設計，通過公式（1）可以對過濾單元內的紙盒過濾器進行估算，然后再綜合考慮紙盒過濾單元的統一性，對單元內紙盒數量進行優化。最后通過紙盒過風量的復核，確認選型的準確性。