一种油膜式净化喷烤漆两用房

摘要：分析了原用的箱型干式喷烤漆房的优缺点，结合工厂的实际对喷烤漆房进行了改造，设计了以油膜净化替代过滤棉和活性炭处理的油膜式净化喷烤漆两用房。介绍了油膜式净化喷烤漆两用房的工作原理、设备结构及其特征。对设备运行经济效益进行了详细的计算，与箱型干式喷烤漆房对比，油膜式净化喷烤漆两用房节省了电费和过滤棉消耗，降低了工人的劳动强度，经济效益十分明显。该油膜式净化喷烤漆两用房结构合理、维护方便、运行成本低，适宜推广应用。

油膜式净化、喷烤漆两用房、过滤棉

一、引言

目前，喷漆是使用最广泛的涂装方法之一，喷烤漆房因此十分常见。喷烤漆房的主要作用是为喷漆过程提供清洁、明亮，且有益于操作者身体健康的施工环境，缩短漆膜的干燥时间，并将产生的漆雾限制在一定范围内，通过适当的过滤、吸收（附）处理后，可以达标排放。依据其处理漆雾方式的不同，可分为干式和湿式。所谓“干式”是采用折流板、过滤棉和活性炭等方法去除漆雾中的大部分颗粒和废气；而“湿式”主要是指利用水作为介质，对漆雾进行处理。我公司因考虑废水处理，一次性投资等问题，在喷烤漆设备采购选型时，选用了结构为箱型干式喷烤漆房，陆续添置了4套。从已使用情况看，在提高产品的油漆质量和保证生产进度方面，均发挥了一定的作用。但随着使用时间的增加，喷漆作业量的增大（平均日作业时间4h左右），需频繁地更换过滤棉，这已成为使用中的一大难题。其中一喷漆房因过滤面积相对较小，3天就需更换过滤底棉。不但增加了设备的使用成本，而且还加重了设备的维护管理难度和员工的劳动强度，导致无法及时判断和更换过滤棉而使喷烤漆房自身污染严重，以致几乎丧失其应有功能。为此，在制定新的涂装设备方案时，采用了一种油膜式净化喷烤漆房，以油膜净化替代过滤棉和活性炭处理1，并对设备的结构进行了改进。在设计、制作、安装和调试后，经环保部门检测，废气排放达到GB 16297-1996《大气污染综合排放标准》。至今已投入运行近半年，从使用情况看，完全达到了预期的效果。

二、油膜式净化喷烤漆两用房结构与特征

1、油膜净化工作原理

该设备采用46号机油为净化介质，应用粒子撞击、惯性分离、气液同极性相溶、包容缓释、扩散淡化等科学方法。当喷漆时，通过“上送下吸”的共同作用，喷漆室内含有漆雾颗粒及有机废气的空气混合物，被送进油膜机，经与46号机油形成的三级油膜吸附分离后，其中大部分漆雾颗粒被粘附于46号机油，颗粒净化率达98%；部分有机废气也溶于其中。经实验测试，因漆雾颗粒比重较重，在静止46h后，发生重力分离而沉于槽的底部；工作时被吸收的有机废气，通过24h缓慢释放。该净化介质不存在油液吸附饱和后需更换问题，可长期使用。对油液挥发性损失和清理油中漆渣所造成的损失，只需补加。清理后的漆渣可拌煤渣焚烧处理。

2、设备结构

在总结原干式和湿式喷烤漆房设备的优点，结合本公司具体情况，将设备设计为喷烤漆两用箱式结构，由室体、大门系统、进风净化系统、送风系统、燃油加热系统、排风油膜净化系统、排风系统、控制系统和照明系统组成，工件通过小车运送进出喷烤漆房。

1.进风口初级过滤棉  2.热交换器  3.精密高效过滤棉  4.烤漆时气流方向

5.喷漆时气流方向  6.排风系统  7.进风风门烤漆位  8.进风风门喷漆位

9.送风系统  10.排风风门  11.油膜净化机

图一 设备结构原理图

3、设备特征

（1）净化介质

采用46号机油为净化介质，通过油膜的形式，净化过滤漆雾中颗粒和吸收废气。该净化介质与漆雾中的颜料、树脂、溶剂和稀释剂等不发生反应，即使在夏季使用时，也无异味。同时因该介质开口闪点160℃，与过滤棉相比着火的危险性小。与水帘式相比，因其处理介质具有防锈性，设备的使用寿命相对较长；更适合于制作喷烘两用房，且无废水处理系统。

（2）简化喷烤漆室内地沟

喷烤漆室内无需开挖地沟，直接利用小车台面与安装基面（车间地面）形成的空间作为排风通道，设备安装成本降低，漆渣、漆粉容易清理。

（3）进风风门控制方便、可靠

喷漆或烤漆时，通过联锁控制，原手动风门操作改为自动风门切换。为保证可靠性，当操作不到位时，增加了接触开关予以报警。

（4）增加排风风门

为减少烘烤时的热量损失，该设备的燃油加热系统、送风系统与排风油膜净化系统、排风系统分别布置在室体的左右两侧，烘烤时通过连锁电控阀、气缸控制排风风口，封闭排风通道，以减少热能损失。

（5）维护简便、费用低

设备的使用维护方便，费用低，漆渣清理容易。每年仅需换2次顶棉、4次进口棉，补加160kg46号机油（废机油也可）。漆渣清理时，通过手动阀转换，将上部清澈油液抽入机内副油池中，便可清除油池底部的漆渣。完毕后，通过手动阀转换，又抽入回主油槽中。

三、设备运行经济效益分析

采用油膜净化替代过滤底棉，降低了费用，而且因排风系统的阻力明显减小，排风电机功率降低，因此具有显著的经济效益。

（1）节省电费

以现有的喷烤漆房（长×宽×高：6000mm×6000mm×4000mm）为例，室内平均风速以0.4m/s计，其排风量为51840m³/h；而过滤底棉PA-50型号的初始阻力50Pa，最终阻力400Pa，油膜机阻力100Pa，以平均减少载荷阻力200Pa计，因此而降低的排风电机功率：

N=PQ(1000η×3600η)=200×51840/（1000×0.75×3600×0.95）=4.0（KW）

其中Q-风流量（m³/h），P-全压（Pa），η-全压效率，η-机械效率。

考虑到油膜机油泵电机功率1.5KW，实际节省功率2.5KW，以每天工作4h计算（注：使用涂料为双组分环氧底漆和双组分酸聚氨酯面漆，冬季时才需烤漆作业），每年以工作250天计算，年节省电费2.5×4×250×1=2500元左右。

（2）节省过滤棉费用

据测算，使用PQ-2型，其涂料的利用率在50%左右。该喷漆室每天的涂料用量在24kg（含固化剂组分，不含稀释剂），涂料固体含量在55%，而过滤底棉的捕捉率为86%，每天吸附在过滤底棉上的涂料质量就达到5.68kg。按照过滤底棉使用规定，其最大容尘量4.3kg/㎡，即每天便可使1.32㎡PA-50型过滤棉失效。

每年以工作250天计算，PA-50型过滤棉市场单价为0元/㎡，每年更换过滤棉需费用13200左右。

以上两项合计，再加年人工更换费用400元左右，扣除年机油损耗费用800元，每台套喷烤房年节省费用15300元左右，2年内便可收回油膜机可比成本。若全部采用该结构设备，按我公司现年使用涂料25000kg计算，年节省费用63750元左右，其经济效益可观。

四、结语

该结构的喷烤漆房使用近半年以来，仅换过一次进风口过滤棉，免除了更换过滤底棉的高劳动强度，降低运行成本，大大减轻设备维护管理的难度，但是也存在对废气的回收利用问题。虽然通过油液进行了吸收，与干式活性炭吸附、湿式水吸收一样，46号机油吸附后，废气还是通过缓释的形式返回到大气中，并没有做到将吸收到的废气进行脱附、冷凝回收或燃烧处理。因此为保护环境，实现真正意义上的环境效益，对于这种低浓度（小于1000mg/m³），大风量（大于10000m³/h）纯喷漆废气的处理，寻求一种更加经济、使用的处理方法，无论是涂装环保设备制造业，还是涂装设备使用的厂矿企业，都有待于进一步去思考、完善。