摘要：分析了原用的箱型干式噴烤漆房的優缺點，結合工廠的實際對噴烤漆房進行了改造，設計了以油膜凈化替代過濾棉和活性炭處理的油膜式凈化噴烤漆兩用房。介紹了油膜式凈化噴烤漆兩用房的工作原理、設備結構及其特征。對設備運行經濟效益進行了詳細的計算，與箱型干式噴烤漆房對比，油膜式凈化噴烤漆兩用房節省了電費和過濾棉消耗，降低了工人的勞動強度，經濟效益十分明顯。該油膜式凈化噴烤漆兩用房結構合理、維護方便、運行成本低，適宜推廣應用。
 
關鍵詞：油膜式凈化、噴烤漆兩用房、過濾棉
 
一、引言
目前，噴漆是使用最廣泛的涂裝方法之一，噴烤漆房因此十分常見。噴烤漆房的主要作用是為噴漆過程提供清潔、明亮，且有益于操作者身體健康的施工環境，縮短漆膜的干燥時間，并將產生的漆霧限制在一定范圍內，通過適當的過濾、吸收（附）處理后，可以達標排放。依據其處理漆霧方式的不同，可分為干式和濕式。所謂“干式”是采用折流板、過濾棉和活性炭等方法去除漆霧中的大部分顆粒和廢氣；而“濕式”主要是指利用水作為介質，對漆霧進行處理。我公司因考慮廢水處理，一次性投資等問題，在噴烤漆設備采購選型時，選用了結構為箱型干式噴烤漆房，陸續添置了4套。從已使用情況看，在提高產品的油漆質量和保證生產進度方面，均發揮了一定的作用。但隨著使用時間的增加，噴漆作業量的增大（單槍平均日作業時間4h左右），需頻繁地更換過濾棉，這已成為使用中的一大難題。其中一噴漆房因過濾面積相對較小，3天就需更換過濾底棉。不但增加了設備的使用成本，而且還加重了設備的維護管理難度和員工的勞動強度，導致無法及時判斷和更換過濾棉而使噴烤漆房自身污染嚴重，以致幾乎喪失其應有功能。為此，在制定新的涂裝設備方案時，采用了一種油膜式凈化噴烤漆房，以油膜凈化替代過濾棉和活性炭處理1，并對設備的結構進行了改進。在設計、制作、安裝和調試后，經環保部門檢測，廢氣排放達到GB 16297-1996《大氣污染綜合排放標準》。至今已投入運行近半年，從使用情況看，完全達到了預期的效果。
二、油膜式凈化噴烤漆兩用房結構與特征
1、油膜凈化工作原理
該設備采用46號機油為凈化介質，應用粒子撞擊、慣性分離、氣液同極性相溶、包容緩釋、擴散淡化等科學方法。當噴漆時，通過“上送下吸”的共同作用，噴漆室內含有漆霧顆粒及有機廢氣的空氣混合物，被送進油膜機，經與46號機油形成的三級油膜吸附分離后，其中大部分漆霧顆粒被粘附于46號機油，顆粒凈化率達98%；部分有機廢氣也溶于其中。經實驗測試，因漆霧顆粒比重較重，在靜止46h后，發生重力分離而沉于槽的底部；工作時被吸收的有機廢氣，通過24h緩慢釋放。該凈化介質不存在油液吸附飽和后需更換問題，可長期使用。對油液揮發性損失和清理油中漆渣所造成的損失，只需補加。清理后的漆渣可拌煤渣焚燒處理。
2、設備結構
在總結原干式和濕式噴烤漆房設備的優點，結合本公司具體情況，將設備設計為噴烤漆兩用箱式結構，由室體、大門系統、進風凈化系統、送風系統、燃油加熱系統、排風油膜凈化系統、排風系統、控制系統和照明系統組成，工件通過小車運送進出噴烤漆房。
1.進風口初級過濾棉  2.熱交換器  3.精密高效過濾棉  4.烤漆時氣流方向
5.噴漆時氣流方向  6.排風系統  7.進風風門烤漆位  8.進風風門噴漆位
9.送風系統  10.排風風門  11.油膜凈化機
 
圖一 設備結構原理圖
3、設備特征
（1）凈化介質
采用46號機油為凈化介質，通過油膜的形式，凈化過濾漆霧中顆粒和吸收廢氣。該凈化介質與漆霧中的顏料、樹脂、溶劑和稀釋劑等不發生反應，即使在夏季使用時，也無異味。同時因該介質開口閃點160℃，與過濾棉相比著火的危險性小。與水簾式相比，因其處理介質具有防銹性，設備的使用壽命相對較長；更適合于制作噴烘兩用房，且無廢水處理系統。
（2）簡化噴烤漆室內地溝
噴烤漆室內無需開挖地溝，直接利用小車臺面與安裝基面（車間地面）形成的空間作為排風通道，設備安裝成本降低，漆渣、漆粉容易清理。
（3）進風風門控制方便、可靠
噴漆或烤漆時，通過聯鎖控制，原手動風門操作改為自動風門切換。為保證可靠性，當操作不到位時，增加了接觸開關予以報警。
（4）增加排風風門
為減少烘烤時的熱量損失，該設備的燃油加熱系統、送風系統與排風油膜凈化系統、排風系統分別布置在室體的左右兩側，烘烤時通過連鎖電控閥、氣缸控制排風風口，封閉排風通道，以減少熱能損失。
（5）維護簡便、費用低
設備的使用維護方便，費用低，漆渣清理容易。每年僅需換2次頂棉、4次進口棉，補加160kg46號機油（廢機油也可）。漆渣清理時，通過手動閥轉換，將上部清澈油液抽入機內副油池中，便可清除油池底部的漆渣。完畢后，通過手動閥轉換，又將原油液抽入回主油槽中。
三、設備運行經濟效益分析
采用油膜凈化替代過濾底棉，降低了費用，而且因排風系統的阻力明顯減小，排風電機功率降低，因此具有顯著的經濟效益。
（1）節省電費
以現有的噴烤漆房（長×寬×高：6000mm×6000mm×4000mm）為例，室內平均風速以0.4m/s計，其排風量為51840m³/h；而過濾底棉PA-50型號的初始阻力50Pa，最終阻力400Pa，油膜機阻力100Pa，以平均減少載荷阻力200Pa計，因此而降低的排風電機功率：
N=PQ(1000η×3600η)=200×51840/（1000×0.75×3600×0.95）=4.0（KW）
其中Q-風流量（m³/h），P-全壓（Pa），η-全壓效率，η-機械效率。
考慮到油膜機油泵電機功率1.5KW，實際節省功率2.5KW，以每天工作4h計算（注：使用涂料為雙組分環氧底漆和雙組分丙烯酸聚氨酯面漆，冬季時才需烤漆作業），每年以工作250天計算，年節省電費2.5×4×250×1=2500元左右。
（2）節省過濾棉費用
據測算，使用PQ-2型空氣噴槍，其涂料的利用率在50%左右。該噴漆室每天的涂料用量在24kg（含固化劑組分，不含稀釋劑），涂料固體含量在55%，而過濾底棉的捕捉率為86%，每天吸附在過濾底棉上的涂料質量就達到5.68kg。按照過濾底棉使用規定，其最大容塵量4.3kg/㎡，即每天便可使1.32㎡PA-50型過濾棉失效。
每年以工作250天計算，PA-50型過濾棉市場單價為0元/㎡，每年更換過濾棉需費用13200左右。
以上兩項合計，再加年人工更換費用400元左右，扣除年機油損耗費用800元，每臺套噴烤房年節省費用15300元左右，2年內便可收回油膜機可比成本。若全部采用該結構設備，按我公司現年使用涂料25000kg計算，年節省費用63750元左右，其經濟效益可觀。
四、結語
該結構的噴烤漆房使用近半年以來，僅換過一次進風口過濾棉，免除了更換過濾底棉的高勞動強度，降低運行成本，大大減輕設備維護管理的難度，但是也存在對廢氣的回收利用問題。雖然通過油液進行了吸收，與干式活性炭吸附、濕式水吸收一樣，46號機油吸附后，廢氣還是通過緩釋的形式返回到大氣中，并沒有做到將吸收到的廢氣進行脫附、冷凝回收或燃燒處理。因此為保護環境，實現真正意義上的環境效益，對于這種低濃度（小于1000mg/m³），大風量（大于10000m³/h）純噴漆廢氣的處理，尋求一種更加經濟、使用的處理方法，無論是涂裝環保設備制造業，還是涂裝設備使用的廠礦企業，都有待于進一步去思考、完善。