張 震，王 赫

(1.華晨寶馬汽車(chē)有限公司涂裝規(guī)劃部，沈陽(yáng) 110000； 2.華晨寶馬汽車(chē)有限公司涂裝車(chē)間工藝部，沈陽(yáng) 110000)

汽車(chē)涂裝節(jié)能減排工藝分析

張 震1，王 赫2

(1.華晨寶馬汽車(chē)有限公司涂裝規(guī)劃部，沈陽(yáng) 110000； 2.華晨寶馬汽車(chē)有限公司涂裝車(chē)間工藝部，沈陽(yáng) 110000)

節(jié)能減排是當(dāng)今世界發(fā)展的主題，世界各地都投入大量資金對(duì)汽車(chē)制造企業(yè)進(jìn)行研究，具體可通過(guò)簡(jiǎn)化與優(yōu)化汽車(chē)涂裝工藝，提高工藝水平，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與減少運(yùn)行成本的目標(biāo)。本文主要分析汽車(chē)涂裝節(jié)能減排工藝，為目前汽車(chē)涂裝工藝的改善提供借鑒。

汽車(chē)涂裝；節(jié)能減排；工藝

涂裝作為汽車(chē)四大工藝中三廢較多和能耗高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其涂裝部分占總表面的90%，耗能比例達(dá)到60%。人們通常都是經(jīng)過(guò)涂裝質(zhì)量來(lái)判斷汽車(chē)質(zhì)量的好壞。汽車(chē)涂裝是制造汽車(chē)重要過(guò)程，也是排放污染物與能耗的主要因素。其能耗占制造汽車(chē)整個(gè)環(huán)節(jié)總能耗(沖、焊與涂的能耗)的60%。節(jié)約涂裝過(guò)程中的能源消耗和控制污染物排放對(duì)保護(hù)人們生活環(huán)境起到重要作用。

1 汽車(chē)涂裝工藝技術(shù)的現(xiàn)狀

汽車(chē)涂裝工序組成部分主要有：精修、前處理、面漆烘烤、電泳、涂清漆、烘烤、涂色漆、電泳修磨、中涂修磨、涂膠(包括焊縫密封膠和防石擊涂料)、中涂烘烤、預(yù)烘和噴中涂等。涂裝各工序中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排量的比例為：電泳漆占1%，涂裝用膠占1%，防腐蠟為13%，中涂達(dá)到16%，底色漆52%，罩光清漆13%以及清洗溶劑為4%。

為了改善汽車(chē)車(chē)身涂裝面漆色差問(wèn)題，汽車(chē)車(chē)身涂裝面漆工作人員可從幾個(gè)方向進(jìn)行改善：第一，根據(jù)車(chē)身涂裝面漆色差與標(biāo)準(zhǔn)色板色差來(lái)進(jìn)行調(diào)整。為了使汽車(chē)車(chē)身涂裝面漆能夠減少色差現(xiàn)象，可要求技術(shù)部人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)汽車(chē)的真實(shí)面漆狀況來(lái)重新制定標(biāo)準(zhǔn)色板，對(duì)汽車(chē)車(chē)身的油漆或使用工藝進(jìn)行調(diào)整，使汽車(chē)測(cè)試涂裝面漆能夠保持在標(biāo)準(zhǔn)色板色差范圍內(nèi)。第二，根據(jù)白色或藍(lán)色的黃變色差調(diào)整。當(dāng)汽車(chē)車(chē)身在涂裝面漆后，若現(xiàn)場(chǎng)施工人員無(wú)法確保藍(lán)色色差能夠符合目視標(biāo)準(zhǔn)，可以建議銷(xiāo)售公司暫停訂單，讓油漆公司對(duì)清漆黃變性進(jìn)行調(diào)整，避免因清漆厚度所產(chǎn)生的色差問(wèn)題。第三，根據(jù)炫彩紅汽車(chē)車(chē)身涂裝面漆色差調(diào)整。當(dāng)汽車(chē)車(chē)身在涂裝炫彩紅面漆時(shí)，建議油漆公司能夠增強(qiáng)炫彩紅油漆的覆蓋力，汽車(chē)涂裝面漆公司在選擇油漆時(shí)，應(yīng)選擇調(diào)制中灰中涂為原廠漆的油漆，涂裝面漆技術(shù)人員可制定多種不同顏色來(lái)配套中涂，并要求中涂漆能夠符合標(biāo)準(zhǔn)色板要求。

2 汽車(chē)涂裝的新材料與新工藝

20世紀(jì)70年代，溶劑型涂料3C2B(三涂二烘)與陰極電泳漆成為汽車(chē)涂裝的標(biāo)準(zhǔn)工藝流程。它為車(chē)身提供了保護(hù)、裝飾性能和施工性，普遍應(yīng)用在A級(jí)車(chē)與B級(jí)車(chē)上。到20世紀(jì)90年代后，為達(dá)到環(huán)保的目的，水性涂料以其較低的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排量逐漸取代溶劑型涂料，成為涂裝的重要材料。但是水性涂料的能耗較高，這就意味著碳排放偏高。因此，為了降低涂裝生產(chǎn)線的VOC排量與能耗，BAsF、立邦、PPG、關(guān)西和杜邦等汽車(chē)涂料供應(yīng)商相繼研發(fā)出一系列的涂裝新材料和相應(yīng)新工藝。新材料主要有：電泳、中涂和清漆等低溫固化型涂料，免中涂材料，固體分清漆，粉末清漆以及溶劑型3C1B和水性漆的3ClB等3C1B；而新工藝包括免中涂的電泳漆和高固體分溶劑型色漆。這些新材料和新工藝的產(chǎn)生為節(jié)能減排提供了更多的選擇機(jī)會(huì)。

3 分析汽車(chē)涂裝節(jié)能減排工藝技術(shù)

為了節(jié)能減排，提高涂裝設(shè)備的水平，烘干設(shè)備節(jié)能減排工藝技術(shù)、空調(diào)回風(fēng)再利用工藝技術(shù)和余熱回收再利用技術(shù)等節(jié)能措施也逐漸應(yīng)用于涂裝設(shè)備中。具體可從以下方面進(jìn)行：

3.1 烘干設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)

烘干爐作為涂裝生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，烘干爐溫度的是否均勻?qū)ν繉淤|(zhì)量產(chǎn)生很大影響，而烘干爐也是涂裝工藝中的耗能大戶，為了達(dá)到節(jié)能減排的目的，逐漸利用新工藝技能來(lái)改造烘干爐的構(gòu)造。烘干爐所排出來(lái)的二甲苯、酯類和非甲烷總烴等有機(jī)溶劑類碳?xì)浠衔镏饕窃谕繉庸袒^(guò)程中形成的，這些涂裝所排出來(lái)的廢氣是污染環(huán)境關(guān)鍵因素。處理有機(jī)廢氣的方法有很多，常見(jiàn)的方法主要有4種：活性炭吸附法、直接燃燒法、吸收法及催化燃燒法，在整個(gè)涂裝工藝技術(shù)中其他處理有機(jī)污染物的方法逐漸被直接燃燒法所取代。

當(dāng)前汽車(chē)涂裝線中常見(jiàn)的烘干直接燃燒方式有兩種：其一，廢氣焚燒熱力回收裝置(又稱TAR)。其工作原理是：利用廢氣風(fēng)機(jī)將烘干室有機(jī)污染物引入焚燒爐預(yù)熱器中，然后在450 ℃溫度下進(jìn)行熱交換，經(jīng)混合通道進(jìn)入到爐堂火焰區(qū)再次升溫，當(dāng)溫度達(dá)到720 ℃時(shí)停留1 s，讓污染物氧化轉(zhuǎn)變成H2O與CO2。再利用該廢氣焚燒爐將經(jīng)過(guò)多級(jí)熱交換器升溫的高溫?zé)煔馀懦鰜?lái)，加熱烘干室中注入的新鮮空氣，使排放煙氣溫度控制在200 ℃以下。廢氣焚燒熱力回收裝置是將有機(jī)廢氣與向生產(chǎn)線提供熱能結(jié)合起來(lái)再處理，這樣就可以處理有機(jī)污染物。其二，蓄熱式熱力焚化裝置(又稱RTO)。其工作原理是：加熱來(lái)自烘干室中的廢氣，當(dāng)溫度達(dá)到760 ℃時(shí)停留1 s，讓揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)分解成水與二氧化碳，高溫氣體的熱量被氧化后貯存于蓄熱材料中，從而對(duì)新的有機(jī)廢氣進(jìn)行預(yù)熱，提升廢氣進(jìn)氣的溫度，節(jié)約升溫需要的燃料消耗與運(yùn)行成本。使用蓄熱式熱力焚化裝置能夠充分利用廢氣的燃燒熱，然后將燃燒熱集中到蓄熱式熱力焚化裝置中進(jìn)行燃燒。從單一設(shè)備來(lái)看，廢氣焚燒熱力回收裝置能夠有效的結(jié)合節(jié)能功能與環(huán)保功能，有利于在使用過(guò)程中布置與控制設(shè)備。其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是將廢氣燃燒過(guò)程中排放出來(lái)的熱量回收到烘干爐中進(jìn)行加熱，以便循環(huán)利用。從節(jié)能環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，廢氣焚燒熱力回收裝置的使用成本與蓄熱式熱力焚化裝置相比較低。從綠色經(jīng)濟(jì)和低碳節(jié)能環(huán)保角度來(lái)說(shuō)，廢氣焚燒熱力回收裝置逐漸被涂裝廠認(rèn)可。

3.2 預(yù)烘干設(shè)備節(jié)能工藝技術(shù)

由于外界空氣具有濕度較大和不穩(wěn)定的影響因素，如果直接注入外界空氣，就會(huì)延長(zhǎng)預(yù)烘干升溫的時(shí)間。而強(qiáng)冷循環(huán)風(fēng)維度比較低，空氣質(zhì)量與外界空氣質(zhì)量相比要好一些，因此，在補(bǔ)充新風(fēng)時(shí)可以直接補(bǔ)充強(qiáng)冷循環(huán)風(fēng)，然后再排到大氣中(排煙溫度在120 ℃左右)，能夠節(jié)能減排。

3.3 預(yù)熱回收再利用工藝技術(shù)

汽車(chē)涂裝車(chē)間中各種煙氣排放溫度在180 ℃～200 ℃左右，例如電泳、涂膠(中涂)和面漆烘干爐等環(huán)節(jié)，由于烘干爐大部分熱能隨著煙氣排放而流失，同時(shí)，前處理工藝又需要很多熱量將槽液溫度升高?？紤]到燃燒后廢氣溫度比較高，可以在前處理工藝中引入燃燒中產(chǎn)生的高溫氣體。

3.4 空調(diào)送排風(fēng)節(jié)能減排工藝技術(shù)

汽車(chē)車(chē)間噴涂室所消耗的能量在整個(gè)涂裝車(chē)間所占比例達(dá)到30%，可見(jiàn)節(jié)能?chē)娡渴夷芰吭谕垦b車(chē)間和汽車(chē)制造整個(gè)節(jié)能減排過(guò)程中非常重要。為了節(jié)約能源，應(yīng)盡可能將噴涂室的寬度與長(zhǎng)度縮短，以及不斷改造各種新技術(shù)。例如，干式噴涂室的應(yīng)用、噴涂室空調(diào)風(fēng)循環(huán)再利用和空調(diào)人泵技術(shù)的應(yīng)用等。噴涂室空氣要求與高潔凈度相吻合，夏季濕度約為65%，溫度在23 ℃左右；冬季濕度約為65%，溫度在25 ℃左右。而噴漆室排風(fēng)與送風(fēng)系統(tǒng)作為這些指標(biāo)的重要路徑，送風(fēng)系統(tǒng)中空調(diào)裝置作為噴漆室主要能源的消耗者，將空氣經(jīng)過(guò)除塵過(guò)濾后所得到的新鮮空氣，在夏季冷卻降溫，冬季加熱升溫，并對(duì)濕度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

[1] 曹曉根.汽車(chē)涂裝節(jié)能減排工藝探討[J].電鍍與涂飾，2015，(02)：67-69.

[2] 王錫春.汽車(chē)涂裝節(jié)能減排的新工藝技術(shù)[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2016，(04)：31-35，48.

[3] 賀泉.汽車(chē)涂裝節(jié)能減排之初探[J].裝備制造，2015(06)：230-231.

Analysis on energy saving and emission reduction technology of automobile painting

ZHANG Zhen1, WANG He2

(1.Department of Painting and Coating Planning, Huachen BMW Automotive Co., Ltd., Shenyang 110000, China; 2.Department of Painting Workshop, Huachen BMW Automotive Co., Ltd., Shenyang 110000, China)

Energy saving and emission reduction is the theme of the world development. Investors from all parts of the world have invested a lot of money on the study of automobile manufacturing enterprises, which can simplify and optimize the process of automobile coating and improve the process level so as to achieve the aim of energy saving and emission reduction. Energy saving and emission reduction technology of automobile coating was analyzed to provide reference for the improvement of automobile painting process.

Automobile painting; Energy saving and emission reduction; Process

2016-09-23

張震(1976-)，男，工學(xué)學(xué)士。

TQ639

B

1674-8646(2016)24-0032-02