王子建

（武漢材料保護研究所，湖北 武漢 430030）

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能減排與環(huán)保性越來越受到人們的重視。汽車車身涂裝過程是能源消耗和環(huán)境污染的主要環(huán)節(jié)之一。水性涂料、粉末涂料以及高固體分涂料，已成為現(xiàn)代汽車涂裝的主流[1]。環(huán)境友好的、高效的涂裝設備也得到發(fā)展和提高，并成為實現(xiàn)汽車生產過程中節(jié)能減排和環(huán)境保護的重要組成部分。傳統(tǒng)汽車噴涂通常采用濕式噴漆室來處理過噴漆。鑒于傳統(tǒng)濕式噴漆室的缺點，新型的干式噴室已開始應用于汽車車身涂裝過程中的過噴漆處理。

1 濕式噴漆室

1.1 基本原理

濕式噴漆室采用上送下抽的通風方式，空調機組從室頂送入經調溫、調濕和凈化后的空氣，在送排風 系統(tǒng)的共同作用下，室體內形成層流狀態(tài)包圍汽車車身，噴漆作業(yè)中產生的過噴漆霧隨層流狀態(tài)的空氣被水幕吸收，在水洗滌系統(tǒng)中與含有漆霧凝聚劑的循環(huán)水充分混合，然后分離，達到提高涂裝質量、改善作業(yè)環(huán)境、減少污染的目的[2-3]。

下面就大多數(shù)汽車車身涂裝廠廣泛采用的水洗滌式噴漆循環(huán)系統(tǒng)(文丘里式)及典型的出渣設備來舉例說明。其濕式噴漆室系統(tǒng)見圖1。

圖1 典型的濕式噴漆室系統(tǒng)Figure 1 Typical wet-type spray booth system

1.2 噴涂工藝特點

以水性中涂、水性面漆、溶劑罩光工藝為例：噴漆工藝中中涂的過噴漆量最大，罩光次之，色漆過噴漆量略少。水性中涂噴涂量較大，顏料含量較多，過噴漆去除若不及時很容易造成噴房、風道、風機及系統(tǒng)槽等地方漆渣的大量沉積。水性色漆過噴漆量略少，但是由于含少量表面活性劑，若不及時把融入水中的過噴漆分離出來，很容易引起泡沫過多，極度情況下會造成系統(tǒng)槽的泡沫溢出，因而泡沫的管理成為水性漆過噴漆霧處理的一項重要內容。

1.3 濕式噴漆室系統(tǒng)設備

濕式噴漆室的循環(huán)水及造渣系統(tǒng)是一項技術含量頗高的綜合工程，直接影響到涂裝質量、生產效益和對環(huán)境的影響。

典型的布局合理的循環(huán)水及造渣系統(tǒng)應該是：系統(tǒng)槽設計寬大，以有效減緩水力沖擊可能引起的泡沫危害；在循環(huán)水進入系統(tǒng)槽之前，設置格柵或攔網；選用抽渣效率高的浮吸泵作為抽渣泵；加藥點在管路上應有預留位置，所有的加藥管路都采用耐腐蝕、方便更換的塑料管；操作區(qū)域物流暢通；考慮到所加藥品的不一致，匹配了合適的計量泵；需考慮到額外補加化學品的加藥泵；現(xiàn)場安裝了供工作人員(包括車間工作人員及化學品廠家工作人員)應急處理的裝置，并提供了氣源、水源、電源等設施[4]。

1.3.1 泡沫問題

水性漆系統(tǒng)最大的問題同時也是最需要系統(tǒng)解決的問題就是泡沫問題。

一般的溶劑漆系統(tǒng)除少數(shù)之外，系統(tǒng)槽都設計得較窄，導致回流水的流速很快。另外，系統(tǒng)落差過大等由水力沖擊而引起的泡沫，需要額外投加消泡劑，但又都很少使用到消泡劑。水性漆系統(tǒng)則都需使用到消泡劑。對于典型的濕式噴漆室系統(tǒng)而言，應該盡量少用消泡劑。過多的消泡劑會適得其反，產生更多的泡沫或乳化油漆。

對于泡沫問題，設備廠家在最初設計時也應多作考慮。為了更好地控制泡沫，消泡劑加藥泵最好與主循環(huán)泵聯(lián)動，所有化學品均采用計量泵補加。為了減少泡沫的危害，集水池設計應相對寬大，保證水流平緩，以減少水力沖擊所產生的泡沫。對于經常性過多的泡沫，可采用安裝噴淋裝置的方式加以控制。

1.3.2 含水率問題

水性漆的漆渣含水率較高，有時能達到90%以上。如何有效減少含水率，提高固體廢棄物含量，一直是藥品廠家、設備廠家及汽車生產廠家共同關注的問題。

簡便的脫水過濾系統(tǒng)直接采用可滲水編織袋及集漆渣小車盛裝刮出的漆渣，通過長時間靜置脫水。其優(yōu)點是簡便、節(jié)省投資成本，缺點則是漆渣含水率高，一般在80%左右，而且漆渣的后處理成本較高。在條件允許的情況下，配以離心式脫水機用于漆渣脫水。使用離心脫水機之后，漆渣含水率能降低到70%以下，從而有效降低漆渣后期處理成本。

2 干式噴漆室

2.1 基本原理

干式漆霧分離設備的基本原理是：通過噴漆室內循環(huán)風的作用，將噴涂過程中產生的過噴漆霧吸入過濾器中，與過濾器中飛揚的石灰石粉末相吸附，凈化后的空氣送回噴漆房中循環(huán)使用；在規(guī)定的時間內利用反轉的空氣流，將捕獲過噴漆顆粒的石灰石粉末從過濾器上分離，更換新的石灰石粉末，從而達到長期、穩(wěn)定的使用目的。

干式噴漆室得到深入關注與發(fā)展的原因是人們想改進濕式噴漆室的一些不足，例如：濕式噴漆室占用太多的空間，需要很多的設備，不能保證過噴漆顆粒被完全處理，由于濕度的變化而需要增加更多的能源成本等。干式噴漆室與濕式噴漆室的不同在于，前者是利用經過加工的石灰石粉末為載體去除過噴漆，而后者是利用水以及針對不同油漆所選用的化學品來除去過噴漆。

干式噴漆室結構示意見圖2。

圖2 干式噴漆室的基本原理Figure 2 Principle of dry-type spray booth

2.2 優(yōu)缺點

與濕式噴漆室相比，干式噴漆室的優(yōu)勢如下：

(1) 封閉式循環(huán)系統(tǒng)，噴房尺寸更小，噴漆室內空氣溫度與濕度更加穩(wěn)定，需要更少量的新鮮空氣，更加節(jié)能，更少的CO2排放。

(2) 完全的自動化系統(tǒng)。

(3) 過濾器可長期使用。

(4) 分離過程不需要水和化學品，從而節(jié)省了水和漆霧處理化學品的消耗。

(5) 噪音小，無異味。

(6) 使用天然原料石灰石粉末，飽和石灰石粉可成為水泥行業(yè)的原料，節(jié)省了漆渣處理的費用。

(7) 不需要投資濕式分離系統(tǒng)所需的循環(huán)水槽、刮渣裝置以及化學品添加裝置。

(8) 完全避免濕式噴漆室處理水性過噴漆中遇到的泡沫、漆渣含水率高的問題。

(9) 可以處理溶劑漆、水性漆等各種類型的油漆以及各種粒徑的過噴漆。

(10) 能有效避免設備腐蝕。

(11) 維護成本更低，有效降低涂裝整體制造成本。

但干式噴漆室也有一定的局限性：

(1) 施工條件對環(huán)境溫度、濕度的要求很高。

(2) 石灰粉需要定期更換。

(3) 石灰石用量很大，一次更換用量數(shù)噸。

(4) 石灰石的穩(wěn)定來源以及更換后的去向，對一些設備投資小、生產規(guī)模偏小的企業(yè)不太適用。

目前國內唯一采用干式噴漆室用于規(guī)?；a的企業(yè)是一汽大眾成都工廠，該工廠以生產新速騰車型為主，年產能約20 萬臺。據報道，國外已有企業(yè)在原濕式噴漆室的基礎上改造成干式噴漆室，改造周期相對較短。如果干式噴漆室與濕式噴漆室相比的優(yōu)勢在實際應用過程中得到充分驗證，將來會有更多的汽車車身涂裝廠在選擇噴漆室設備方面傾向于干式噴漆室工藝。

3 結語

工業(yè)化進程的加速進一步加劇了水資源短缺的矛盾，對中國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重影響。完全不使用或減少對水資源的應用，是我們共同面對的話題。干式噴漆室的工業(yè)化嘗試讓我們看到希望。新一代的涂裝人在為涂裝應用向著更加高效、更加節(jié)能、更加環(huán)保、更加經濟的方向發(fā)展做著不懈的努力。這將推進行業(yè)的技術發(fā)展，造福人類。

[1]吳濤.汽車涂裝最新技術動態(tài)[J].涂料工業(yè),2004,34 (9):12-14.

[2]王錫春.選用、設計噴漆室及相關設備的經驗談(I)[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2003 (3):39-41.

[3]王錫春.談噴涂涂著效率(II)[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2006,9 (12):34-36.

[4]王子建.水性漆噴漆循環(huán)水漆霧凝聚與去除應用經驗淺談[C]// 第15 屆全國腐蝕與表面保護技術研討會暨首屆全國腐蝕與表面保護技術青年論壇論文集,2009:49-54.