濕式噴(pēn)烤漆房合适濕度的保證措施丨環(huán)保噴(pēn)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,它适合噴漆霧量大的大型工件批量生産,是新型的塗裝設備。介紹瞭噴烘漆房的定義,幹式、濕式噴烘漆房的區别、特點和應用工況以及濕式噴烘漆房研制的必要性,闡述瞭保證烘幹時濕度不超标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個方面介紹瞭保證濕式噴烘漆房烘烤時濕度不超标的措施。結果表明,濕式噴烘漆房濕度超标問題是可以解決的。

1、前言
噴漆是很多産品生産的最後一道工序,協調的漆房的設計較單一功能的噴漆或烘漆設備複雜的色彩、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,國内企業紛紛對噴漆工藝及噴漆車間的設備進行瞭改進。

噴烘漆房是适應大型、移動困難工件噴烘漆要求的新型塗裝設備,按捕捉過噴漆霧的方式分爲幹式噴烘漆房和濕式噴烘漆房,最早實現噴烘漆房一體化設計的是幹式噴烘漆房,所謂“幹式”是指漆霧的捕捉採用幹式過濾棉進行。由於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。爲瞭解決這個難題,提出瞭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,适合噴漆量較大的工況。

2、濕式噴烘漆房的關(guān)鍵(jiàn)技術

噴烘漆房是既能滿足噴漆工藝環境要求,又能滿足烘烤工藝環境要求的塗裝設備(bèi)。噴漆房設計需按國家環保、衛生、安全生産等規範,提供噴漆所需要的潔淨空氣,合适的照度、溫度、濕度以及均勻合理的氣流等, 及時将污染的空氣排出。而烘漆房需要提供油漆烘烤所需要的均勻溫度、合适的适度、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(bèi)複雜的多，需要解決噴漆和烘漆時不同工藝參(cān)數的轉換和控制問題。

噴漆時,室内採(cǎi)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,爲節省能源,熱風循環使用。由於(yú)濕式噴烘漆房室體格栅下部有水,如不採(cǎi)取措施,揮發的水分會通過循環系統回送到室内,增加室内循環風的濕度,導緻濕度室内超标。濕度影響溶劑的揮發速度,進而影響塗層流平和流挂性能,高濕度下進行塗裝作業,溶劑揮發使濕漆膜面溫度低於(yú)露點溫度,産生水汽在濕漆表面凝露,引起漆膜“泛白”。因而,解決烘烤時室内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有很大的關系。塗裝标準規定,塗裝設備(bèi)内相對濕度應該在55% ～75% 之間。對噴漆質量要求高的場合,爲保證适宜的濕度,可以在送風系統中採(cǎi)用加濕和除濕裝置, 但大風量的空氣調節裝置造價高、占用空間大,在使用中會增加運行費用。下面讨論的是不單獨設計加濕、除濕系統,實現噴烘漆工藝參數要求。

3、噴(pēn)烘漆過(guò)程中的濕度分析

濕空氣的物理性質和其組成的成分有關,此外還決定於(yú)其所處的狀态。濕空氣的狀态通常可用壓力、溫度、濕度、比容、焓等參數表示。濕空氣的狀态參數之間的變(biàn)化關系可以由濕空氣的焓濕圖求得[ 2 ] 。被噴塗工件在噴烘漆房内要經過3個階段,即噴漆階段、流平(閃幹)階段和烘烤階段。不同階段對應不同的工藝變(biàn)化,室内空氣也經曆3個階段的變(biàn)化。以在濕度較大的青島地區建造一台大型濕式噴烘漆房爲例,說明此過程。

(1)初始參(cān)數　設噴烘漆房送排風風機的送風量爲Q / h, 整個系統容積爲V (含操作間、熱風源、循環風道) 。青島夏季平均氣溫爲25. 1 ℃,平均相對濕度爲85% , 確(què)定升溫流平溫度爲30 ℃, 流平時間爲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,夏季環境條件不滿足噴漆規範要求,根據濕空氣的特性,由焓濕圖可得,将新風加熱到> 27. 2 ℃時送入室内,相對(duì)濕度将降到75% 以下。這種方法簡單(dān)易行、控制方便、降低成本,但以犧牲環境溫度爲代價。

(3)流平階段　濕式噴烘漆房流平的目的不僅僅是溶劑揮發,更重要的是吹幹地面(淌水闆) 上的殘(cán)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(zhǎng)、溫度越高帶走的水量越大。爲保證流平時濕度符合要求,需要達到升溫流平時,在有水蒸氣揮發情況下,保證烘房内的相對濕度< 75% 。《濕空氣焓濕圖》表明, 25. 1 ℃下相對濕度85% 的濕空氣中含濕量爲17. 1 g / kg, 30 ℃下75% 的濕空氣中含濕量爲2012 g/ kg, 由此計算出, 通風量爲Q ,流平t m in 能帶走的水量爲: 1. 2 Q ·t /60 ×(2012 g/ kg -17. 1 g/ kg) = 01062Q ·t ( g) , 其中1. 2 表示空氣容重爲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爲W 1 = 62 kg 。

(4)烘烤階段　流平後噴烘漆房進入烘烤升溫階段,假設從(cóng)30 ℃升到60 ℃,這時熱風是循環的。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,來保證容積爲V 的整個循環系統在過程中不斷有水蒸氣揮發時,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分解爲兩個過程的組合:首先是等濕升溫,這時系統的絕對濕度不變(biàn), 相對濕度随溫度升高而降低;等溫加濕,即地面水蒸氣揮發,這時溫度不變(biàn),揮發的水蒸氣使相對濕度、絕對溫度都加大。30 ℃下75% 的濕空氣含濕量爲2012 g /kg, 而60 ℃下75% 的濕空氣含濕量爲80 g / kg[ 2 ] ,因而烘幹升溫理論上允許揮發的最大水蒸氣量爲: 112 ×V ·(8010～2012) ( g) 。假設該系統容積爲2 000 m 3 ,則僅烘幹升溫所能允許揮發的水蒸氣量爲: W 2 = 14315 kg 。

除此之外,烘幹室在烘烤時爲防止烘房内有機廢氣濃度達到該氣體爆炸下限發生危險,在熱風循環過程中要有少量廢氣排出並(bìng)同時補(bǔ)充等量的新風(假設3 000 m3 / h) ,補(bǔ)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% 的濕空氣中含濕量爲17. 1 g/ kg 幹空氣,因而在1 h 内補(bǔ)充新風吸水量爲: 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)的水量爲369. 5 kg, 再加上升溫流平能帶(dài)走的水量62 kg, 總計爲431. 5 kg 水。

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

4、保證濕(shī)式噴(pēn)烘漆房烘烤時濕(shī)度不超标的措施

4. 1　結構(gòu)設計(jì)方面

(1)單(dān)獨設計烘烤時循環風管路,将二次回風從(cóng)淌水闆上的管道排出。

(2)适當(dāng)增大淌水闆坡度,便於(yú)淌水闆上方的水分快速流淨。

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

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

(5)提高水旋器及淌水闆制造安裝的精度,保證水旋器過風(fēng)均勻性,同時又利於(yú)淌水闆上方水分的快速流淨。

4. 2　工程設計(jì)及生産(chǎn)操作方面

(1)在烘烤熱風循環系統設置風量調(diào)節閥,調(diào)整烘烤循環風系統風量以及循環風與廢氣排放風量的比例,保證在水旋器上方形成正壓,壓住水蒸氣不向室内蒸發(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(fēng)加熱,熱風(fēng)不循環,仍按噴漆狀态排風(fēng),将淌水闆上的殘(cán)留水分排出