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RTO 之长沙“梦工厂”如何应对VOC综合整治?

发布时间:2022-05-11 15:30:00 点击:

RTO焚烧炉RTORCO专业生成厂家无锡泽川环境2022年5月11日讯 最近一段时间,长沙某整车生产企业因环保问题被推上风口浪尖,企业方面也做了回应,事件的来龙去脉和是非曲直自有主管部门调查,不再本次谈论范畴。从网上流传的《长沙市重点企业(单位)挥发性有机物综合整治公示表》来看,涉事企业要在2022年10月导入水性涂料,采用免中涂工艺和增加沸石转轮RTO废气循环再利用处理工艺来实现涂装挥发性有机物的降低整治。作为汽车行业的从业人员,有兴趣就这几个方面,趁现在这个机会,简单的介绍一点个人的认识。


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第一:什么是VOC及来源?
VOC是Volatile Organic Compounds(挥发性有机化合物)的简称,是指在常温状态下容易挥发的有机化合物的统称。作为涂装工艺来说,一般包含前处理→电泳→PVC喷涂→密封胶→耐石击喷涂→中涂→面漆→罩光→喷蜡等一系列工艺,而其中中涂、面漆和罩光的喷涂和烘干工序是涂装车间VOC的主要来源。
对于涂装车间VOC的管理,不同的国家有不同的管理方法,主要有发生端管理和排放端管理两种。目前中国主要采用废气排放检测的方法进行排放端管理。而作为发生端管理来说,主要按照单位涂装面积VOC的发生量进行管理,作为管理要求最严格的德国来说,1995年的大气净化法要求VOC达到35g/m2以下,最终限制要求达到30g/m2(作为参考,传统喷涂工艺的VOC发生量大约是130 g/m2)。而作为全球销量第一的丰田汽车,在2005年底已经达到35g/m2这一标准,而2010年的目标是25 g/m2。

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第二:什么是水性涂料和免中涂工艺?
水性涂料是相比传统的溶剂型涂料而言,开发于20世纪90年代,但是逐渐被使用是从2000年以后。而在中国,水性涂料的开发和应用相对都比较滞后,特别是2010年以后水性涂料的普及率才呈现快速增长的趋势。就水性涂料的供应商来说,主要集中在日本和欧美国家,像大家比较熟悉的立邦、关西、巴斯夫、PPG和杜邦都是汽车厂比较常用的水性涂料供应商。
作为汽车涂料,主要由树脂、固化剂、颜料、添加剂和溶剂组成,溶剂型涂料中溶剂的含量可高达70%,而溶剂中甲苯、而甲苯的含量又占比很高,作为苯系物对于健康有很大的影响。而水性涂料之所叫做水性,可以简单的理解为将溶剂型涂料中的溶剂部分用去离子水DIW代替,可以将溶剂含量降低到2-5%左右,从而从发生端降低VOC的发生量。

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了解了什么是水性涂料,那怎么理解免中涂工艺呢?作为传统的漆膜喷涂工艺,一般是中涂喷涂→烘干→打磨→面漆喷涂→烘干→打磨→罩光喷涂→烘干→修补一套工艺。由于采用三次喷涂三次烘干的工艺,因此又被称为3C3B(C:coat B:bake)。中涂的主要作用是耐石击和增强附着力,而面漆主要是显示颜色,而罩光主要是耐候和提升光泽。而免中涂工艺是水性涂料喷涂工艺的欧美叫法,取消传统意义上的中涂,采用喷涂两遍面漆的方式代替,因此又被成为B1B2(B:base)工艺,喷涂工艺就变为:面漆喷涂1→面漆喷涂2→闪干→罩光喷涂→烘干。而由于日本涂料体系与欧美国家不同,水性涂料的涂装工艺为中涂喷涂→闪干→面漆喷涂→闪干→罩光喷涂→烘干,因为只有1次烘干,因此又被称为3C1B工艺。总结来看,相比传统的喷涂工艺来说,3C1B工艺取消了中涂和面漆的烘干,而B1B2工艺又在3C1B的基础上取消了第一遍喷涂的闪干工艺。
就目前来说,水性涂料主要应用于中涂和面漆,而罩光漆目前还不具备水性体系大面积使用的情况。

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第三:水性涂料的优劣?
作为水性涂料的优势来说,前边讲到,采用水性涂料可以大幅度降低涂料中的溶剂含量,因此,水性涂料的环保性毋容置疑,对于降低涂装VOC有着极大的便利性。而从能源利用角度看,由于取消了传统喷涂中的部分烘干工序,因此可以降低能源消耗。尤其是从环保性上讲,水性涂料可以称之为涂料的革命。
而事物都存在辩证关系,既然有利必然有弊。由于水性涂料自身的局限性,在漆膜性能、工艺管理以及涂料运输等方面与传统溶剂型涂料相比都有一定的差异:①由于水性涂料大多采用丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂在加热时交联固化,因此在漆膜硬度方面会有所降低②由于水的沸点高、比热容大、挥发速度慢,所以水性涂料漆膜不能像溶剂型涂料喷涂那么厚,因此整体漆膜厚度偏薄③由于水性涂料喷涂对温湿度的敏感性强,所以要求喷漆室的温湿度管理更加严格④由于水性涂料的感温性,要求水性涂料的运输要尽量恒温,特别是涂料因受冻引起的絮凝、粘度异常等⑤由于水性涂料具有导电性,所以涂装机器人需要采用外置电荷的方式⑥由于水性涂料具有一定的腐蚀性,所以输漆管路要采用不锈钢或者特氟龙材质。而①②两项也是大家普遍吐槽的重点……

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第四:为什么水性涂料导入比较困难?
前边说到由于水性涂料的特性导致与传统溶剂型涂料喷涂工艺的不同还是比较大的。因此,对于新建工厂来说,从设计之初考虑水性涂料的使用及配套工艺的开发设计是比较容易的,但是对于现有生产线的设备升级改造来说,除了资金需求比较大以外,相当于对涂装线进行一次大型外科手术。而对于大部分车企来说,如果产量较小,投资与回报难成正比;对于产量比较大的车企来说,改造带来的停产损失难以接受。所以,一般不是特别紧迫情况,很少有企业会主动实施水性涂料的导入切替。
另外,由于水性涂料取消了中涂和面漆的烘干工序,而是采用闪干工艺,漆膜处于“湿”的状态,因此无法像传统工艺那样实现打磨和修补,只能在车辆烘干后在进行修理,所以对于涂装车间的清洁度和喷涂品质要求更严、更高。如果管理水平跟不上,很容易造成汽车漆膜品质下降。

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第五:什么是沸石转轮RTO设备?
RTO是Regenerative Thermal Oxidizer蓄热式热力焚化炉的简称,是废气循环再利用的设备。作为涂装车间传统的废气处理方式,要不是直接排放,要不就是采用RTO设备简单的将涂装车间的废气再次送入燃烧炉燃烧后将有机物燃烧变成二氧化碳后排放到大气中。而近年来采用沸石转轮+RTO设备的废气处理方式逐渐成为涂装废气循环再利用的普遍技术。简单的说,就是将涂装废气收集后先经过过滤器滤掉颗粒物等杂质后,有机物被沸石转轮吸附,过滤后的废气因VOC含量很低可以直接排放到室外,而被沸石转轮吸附的有机物被再次加热时能够有效燃烧,变成二氧化碳从而降低排放到大气中的VOC浓度。
不管采用哪一种废气处理方式,都不会有助于车辆漆膜品质的提升,而只会增加企业的投资成本,就20万产能的涂装车间来说,要投入一套沸石转轮RTO处理设备,费用高达2500万-3000万元,而且还有后期持续性的维护成本。

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