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2.4其他相关节能降本措施
废气处理装置安装使用后,RTO排放的110℃-130℃高温气体,多数车间直接排放。若将此气体通过换热器给其它介质加热,长时间后形成换热器内挥发性有机化合物的凝结,造成换热器内换热效率降低,且难以处理凝结物质。可将该气体就近通过管路送至油漆除渣区域,用于干燥油漆漆渣,降低漆渣的含水率,从而降低漆渣处理的成本。
此外,采用内喷机器人取代人工喷涂,是喷涂行业的趋势。内喷机器人喷漆上漆率一般为45%-65%,手工喷涂上漆率为35%-40%,内喷机器人可降低油漆材料消耗;内喷机器人喷漆室风速为0.35-0.4m/s,手工喷涂喷漆室风速通常为0.5m/s;连续式内喷机器人喷漆室比手工内喷喷漆室长度短,且可使用全循环风模式,故采用内喷机器人在油漆车间规划中是精益的,有效降低了喷漆室运行成本之外,也大幅度降低喷漆废气处理系统的投资和运行成本。
3规划案例分析
以年产27万辆整车的某涂装车间为例,该车间采用的是水性漆3C2B工艺,清漆为溶剂型油漆,喷漆室采用的是湿式喷漆室,全新风送风,经计算和检测分析,该车间清漆喷漆和闪干烘房排放均不能达标,需要对清漆和闪干排放进行处理[7]。
清漆喷漆室由外喷机器人段、内喷手工段、人工补漆段及流平段组成,最终清漆排放排往烟囱的废气量为420,000m3/h,排放温度约为25℃,闪干烘房废气排放量为17,000m3/h,排放温度约为80℃。若直接混合后送往废气处理装置处理,总废气量约为437,000m3/h,混合温度为26.8℃。清漆废气排放浓度计算值约为155mg/m3,故废气处理设计中采用三套过滤系统、三套沸石转轮,浓缩比采用20:1,RTO废气焚烧系统进风量约25,000m3/h。
现将清漆喷漆室的流平段、补漆段送风循环使用到外喷机器人喷漆段,喷漆室可减少145,000m3/h的新风量;为降低面漆闪干的排放温度,对废气进行热回收利用,用于闪干新风的加热,使得最终排放温度降低至50℃;最终混合废气处理量约为290,000m3/h,排放温度为26.2℃。
若将清漆手工内喷段改为机器人喷涂,喷漆室循环风利用率大幅度提高,清漆喷漆室排放废气量降低至95,000m3/h,闪干废气经过换热利用后排放,最终混合后废气总量约为11,0000m3/h,排放温度为28.3℃。
各方案的喷漆废气处理系统相关理论设计参数如表1所示,各方案的理论能耗状况如表2所示。综合上述三种方案,可以看出,喷漆室循环风的使用,可降低喷漆废气的风量,提高废气中VOCs的浓度,减少相关设备的电耗与天然气消耗。喷漆室循环风使用率越高,废气处理系统的设备投资和能耗越低。
废气焚烧设备选择采用RTO或TAR,最终消耗的天然气有较大差异。就全循环风(含内喷机器人)方案而言,经理论计算,采用RTO及独立加热箱加热脱附气体方案,运行时所需天然气约为30Nm3/h;采用TAR及排放余热加热脱附气体方案,运行时所需天然气约为68Nm3/h。明显看出,采用RTO更加节约天然气。
4结语
节能减排是涂装技术发展的主要趋势,随着各地陆续制订涂装大气污染排放标准,国内各涂装车间将逐步开始规划喷漆废气处理系统,本文重点阐述了在废气处理系统的规划中节能减排的几种有效措施——喷漆室循环风技术、面漆闪干废气的余热回用、废气焚烧处理设备采用RTO设备、焚烧后的洁净高温气体再次利用。这些措施具有投资回收时间短、经济效益明显等特点,在新车间新建喷漆废气处理系统及老油漆车间喷漆废气处理系统改造中均可选择实施。
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