濕式噴烤漆房合適濕度的保證措施丨環(huán)保噴烤漆房

摘要：濕式噴烘漆房可不受場地限制,減少噴漆烘烤的一次投資,它適合噴漆霧量大的大型工件批量生產,是新型的涂裝設備。介紹了噴烘漆房的定義,干式、濕式噴烘漆房的區(qū)別、特點和應用工況以及濕式噴烘漆房研制的必要性,闡述了保證烘干時濕度不超標是濕式噴烘漆房技術關鍵的原因。從理論分析、結構設計和噴烘漆房操作3個方面介紹了保證濕式噴烘漆房烘烤時濕度不超標的措施。結果表明,濕式噴烘漆房濕度超標問題是可以解決的。

1、前言
噴漆是很多產品生產的最后一道工序,協(xié)調的漆房的設計較單一功能的噴漆或烘漆設備復雜的色彩、光亮的漆膜,既能起到美觀裝飾作用,又能對工件表面起到良好的保護作用。近年來,國內企業(yè)紛紛對噴漆工藝及噴漆車間的設備進行了改進。

噴烘漆房是適應大型、移動困難工件噴烘漆要求的新型涂裝設備,按捕捉過噴漆霧的方式分為干式噴烘漆房和濕式噴烘漆房,最早實現(xiàn)噴烘漆房一體化設計的是干式噴烘漆房,所謂“干式”是指漆霧的捕捉采用干式過濾棉進行。由于受過濾棉容塵率的限制,需要經常更換過濾面,否則會極大地影響噴漆和烘漆的工藝參數(shù)及設備的使用效果,而頻繁更換過濾底棉,既費時,使用費用也高。為了解決這個難題,提出了濕式噴烘漆房的設計思路, 即利用液體(常用水)進行漆霧捕捉,液體(水)捕捉漆霧的能力強,適合噴漆量較大的工況。

2、濕式噴烘漆房的關鍵技術

噴烘漆房是既能滿足噴漆工藝環(huán)境要求,又能滿足烘烤工藝環(huán)境要求的涂裝設備。噴漆房設計需按國家環(huán)保、衛(wèi)生、安全生產等規(guī)范,提供噴漆所需要的潔凈空氣,合適的照度、溫度、濕度以及均勻合理的氣流等, 及時將污染的空氣排出。而烘漆房需要提供油漆烘烤所需要的均勻溫度、合適的適度、清潔的空氣、廢氣排放等功能。噴烘漆房的設計較單一功能的噴期或烘漆設備復雜的多，需要解決噴漆和烘漆時不同工藝參數(shù)的轉換和控制問題。

噴漆時,室內采用全新風送風,送風的濕度、溫度不受室體底部存水的影響。烘漆時,為節(jié)省能源,熱風循環(huán)使用。由于濕式噴烘漆房室體格柵下部有水,如不采取措施,揮發(fā)的水分會通過循環(huán)系統(tǒng)回送到室內,增加室內循環(huán)風的濕度,導致濕度室內超標。濕度影響溶劑的揮發(fā)速度,進而影響涂層流平和流掛性能,高濕度下進行涂裝作業(yè),溶劑揮發(fā)使?jié)衿崮っ鏈囟鹊陀诼饵c溫度,產生水汽在濕漆表面凝露,引起漆膜“泛白”。因而,解決烘烤時室內濕度問題是濕式噴烘漆房研制的關鍵技術。

一般,夏季大氣的濕度較高,而冬季濕度較低, 此外濕度的高低還與地區(qū)有很大的關系。涂裝標準規(guī)定,涂裝設備內相對濕度應該在55% ～75% 之間。對噴漆質量要求高的場合,為保證適宜的濕度,可以在送風系統(tǒng)中采用加濕和除濕裝置, 但大風量的空氣調節(jié)裝置造價高、占用空間大,在使用中會增加運行費用。下面討論的是不單獨設計加濕、除濕系統(tǒng),實現(xiàn)噴烘漆工藝參數(shù)要求。

3、噴烘漆過程中的濕度分析

濕空氣的物理性質和其組成的成分有關,此外還決定于其所處的狀態(tài)。濕空氣的狀態(tài)通?？捎脡毫Α囟?、濕度、比容、焓等參數(shù)表示。濕空氣的狀態(tài)參數(shù)之間的變化關系可以由濕空氣的焓濕圖求得[ 2 ] 。被噴涂工件在噴烘漆房內要經過3個階段,即噴漆階段、流平(閃干)階段和烘烤階段。不同階段對應不同的工藝變化,室內空氣也經歷3個階段的變化。以在濕度較大的青島地區(qū)建造一臺大型濕式噴烘漆房為例,說明此過程。

(1)初始參數(shù)　設噴烘漆房送排風風機的送風量為Q / h, 整個系統(tǒng)容積為V (含操作間、熱風源、循環(huán)風道) 。青島夏季平均氣溫為25. 1 ℃,平均相對濕度為85% , 確定升溫流平溫度為30 ℃, 流平時間為t m in, 烘烤溫度60 ℃,烘烤時間1 h 。

(2)噴漆階段　根據初始條件,夏季環(huán)境條件不滿足噴漆規(guī)范要求,根據濕空氣的特性,由焓濕圖可得,將新風加熱到> 27. 2 ℃時送入室內,相對濕度將降到75% 以下。這種方法簡單易行、控制方便、降低成本,但以犧牲環(huán)境溫度為代價。

(3)流平階段　濕式噴烘漆房流平的目的不僅僅是溶劑揮發(fā),更重要的是吹干地面(淌水板) 上的殘留水分。流平可以帶走的水量與流平時間和溫度有關,時間越長、溫度越高帶走的水量越大。為保證流平時濕度符合要求,需要達到升溫流平時,在有水蒸氣揮發(fā)情況下,保證烘房內的相對濕度< 75% ?！稘窨諝忪蕽駡D》表明, 25. 1 ℃下相對濕度85% 的濕空氣中含濕量為17. 1 g / kg, 30 ℃下75% 的濕空氣中含濕量為2012 g/ kg, 由此計算出, 通風量為Q ,流平t m in 能帶走的水量為: 1. 2 Q ·t /60 ×(2012 g/ kg -17. 1 g/ kg) = 01062Q ·t ( g) , 其中1. 2 表示空氣容重為1. 2 kg/m3 。假設Q = 100 000 m3 /h, 流平10 m in, 則流平可以帶走的最大水量為W 1 = 62 kg 。

(4)烘烤階段　流平后噴烘漆房進入烘烤升溫階段,假設從30 ℃升到60 ℃,這時熱風是循環(huán)的。烘烤升溫過程中要達到這樣的效果,利用溫度升高相對濕度下降的特性,來保證容積為V 的整個循環(huán)系統(tǒng)在過程中不斷有水蒸氣揮發(fā)時,相對濕度不但不增大,還要下降到75% 以下。把烘烤升溫及水蒸氣揮發(fā)分解為兩個過程的組合:首先是等濕升溫,這時系統(tǒng)的絕對濕度不變, 相對濕度隨溫度升高而降低;等溫加濕,即地面水蒸氣揮發(fā),這時溫度不變,揮發(fā)的水蒸氣使相對濕度、絕對溫度都加大。30 ℃下75% 的濕空氣含濕量為2012 g /kg, 而60 ℃下75% 的濕空氣含濕量為80 g / kg[ 2 ] ,因而烘干升溫理論上允許揮發(fā)的最大水蒸氣量為: 112 ×V ·(8010～2012) ( g) 。假設該系統(tǒng)容積為2 000 m 3 ,則僅烘干升溫所能允許揮發(fā)的水蒸氣量為: W 2 = 14315 kg 。

除此之外,烘干室在烘烤時為防止烘房內有機廢氣濃度達到該氣體爆炸下限發(fā)生危險,在熱風循環(huán)過程中要有少量廢氣排出并同時補充等量的新風(假設3 000 m3 / h) ,補充的新風( 25. 1 ℃)升溫到60 ℃仍可以吸收一定的水量。已知25. 1 ℃下相對溫度RH85% 的濕空氣中含濕量為17. 1 g/ kg 干空氣,因而在1 h 內補充新風吸水量為: W 3 = 3 000 m3 / h ×1. 2 kg/m3 ×( 80 g/ kg -1711 g/ kg) = 226 kg / h 

即該濕式噴烘漆房烘烤過程允許揮發(fā)的水量為369. 5 kg, 再加上升溫流平能帶走的水量62 kg, 總計為431. 5 kg 水。

通過以上分析可知,如果設計合理,流平時可將地面殘留的水分基本帶走,烘烤時限制水旋器下方水分的蒸發(fā),則不會產生烘烤濕度過高的問題。

4、保證濕式噴烘漆房烘烤時濕度不超標的措施

4. 1　結構設計方面

(1)單獨設計烘烤時循環(huán)風管路,將二次回風從淌水板上的管道排出。

(2)適當增大淌水板坡度,便于淌水板上方的水分快速流凈。

(3)考慮使用防水性好、吸水性小的材料制造淌水板,以便絕大多數(shù)水分在流平階段排掉。

(4)將廢氣排風風口設計在水旋器下面,保證烘烤時水旋器內始終有自上而下的風流動,避免和減少水蒸氣向室內揮發(fā)。

(5)提高水旋器及淌水板制造安裝的精度,保證水旋器過風均勻性,同時又利于淌水板上方水分的快速流凈。

4. 2　工程設計及生產操作方面

(1)在烘烤熱風循環(huán)系統(tǒng)設置風量調節(jié)閥,調整烘烤循環(huán)風系統(tǒng)風量以及循環(huán)風與廢氣排放風量的比例,保證在水旋器上方形成正壓,壓住水蒸氣不向室內蒸發(fā)。

(2)在控制上要求噴漆停止,水泵立即停止, 烘烤前要流平10 min, 此時進行送風加熱,熱風不循環(huán),仍按噴漆狀態(tài)排風,將淌水板上的殘留水分排出