摘要：濕式噴烘漆房可不受場(chǎng)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(chǎn),是新型的涂裝設(shè)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(diǎn)和應(yīng)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(shí)濕度不超標(biāo)是濕式噴烘漆房技術(shù)關(guān)鍵的原因。從理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和噴烘漆房操作3個(gè)方面介紹了保證濕式噴烘漆房烘烤時(shí)濕度不超標(biāo)的措施。結(jié)果表明,濕式噴烘漆房濕度超標(biāo)問(wèn)題是可以解決的。

1、前言
噴漆是很多產(chǎn)品生產(chǎn)的最后一道工序,協(xié)調(diào)的漆房的設(shè)計(jì)較單一功能的噴漆或烘漆設(shè)備復(fù)雜的色彩、光亮的漆膜,既能起到美觀裝飾作用,又能對(duì)工件表面起到良好的保護(hù)作用。近年來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛對(duì)噴漆工藝及噴漆車間的設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。

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

2、濕式噴烘漆房的關(guān)鍵技術(shù)

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(shè)備。噴漆房設(shè)計(jì)需按國(guó)家環(huán)保、衛(wèi)生、安全生產(chǎn)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(shí)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(shè)計(jì)較單一功能的噴期或烘漆設(shè)備復(fù)雜的多，需要解決噴漆和烘漆時(shí)不同工藝參數(shù)的轉(zhuǎn)換和控制問(wèn)題。

噴漆時(shí),室內(nèi)采用全新風(fēng)送風(fēng),送風(fēng)的濕度、溫度不受室體底部存水的影響。烘漆時(shí),為節(jié)省能源,熱風(fēng)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(huì)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)回送到室內(nèi),增加室內(nèi)循環(huán)風(fēng)的濕度,導(dǎo)致濕度室內(nèi)超標(biāo)。濕度影響溶劑的揮發(fā)速度,進(jìn)而影響涂層流平和流掛性能,高濕度下進(jìn)行涂裝作業(yè),溶劑揮發(fā)使?jié)衿崮っ鏈囟鹊陀诼饵c(diǎn)溫度,產(chǎn)生水汽在濕漆表面凝露,引起漆膜“泛白”。因而,解決烘烤時(shí)室內(nèi)濕度問(wèn)題是濕式噴烘漆房研制的關(guān)鍵技術(shù)。

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(guān)系。涂裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,涂裝設(shè)備內(nèi)相對(duì)濕度應(yīng)該在55% ～75% 之間。對(duì)噴漆質(zhì)量要求高的場(chǎng)合,為保證適宜的濕度,可以在送風(fēng)系統(tǒng)中采用加濕和除濕裝置, 但大風(fēng)量的空氣調(diào)節(jié)裝置造價(jià)高、占用空間大,在使用中會(huì)增加運(yùn)行費(fèi)用。下面討論的是不單獨(dú)設(shè)計(jì)加濕、除濕系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)噴烘漆工藝參數(shù)要求。

3、噴烘漆過(guò)程中的濕度分析

濕空氣的物理性質(zhì)和其組成的成分有關(guān),此外還決定于其所處的狀態(tài)。濕空氣的狀態(tài)通?？捎脡毫?、溫度、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(guān)系可以由濕空氣的焓濕圖求得[ 2 ] 。被噴涂工件在噴烘漆房?jī)?nèi)要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段,即噴漆階段、流平(閃干)階段和烘烤階段。不同階段對(duì)應(yīng)不同的工藝變化,室內(nèi)空氣也經(jīng)歷3個(gè)階段的變化。以在濕度較大的青島地區(qū)建造一臺(tái)大型濕式噴烘漆房為例,說(shuō)明此過(guò)程。

(1)初始參數(shù)　設(shè)噴烘漆房送排風(fēng)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量為Q / h, 整個(gè)系統(tǒng)容積為V (含操作間、熱風(fēng)源、循環(huán)風(fēng)道) 。青島夏季平均氣溫為25. 1 ℃,平均相對(duì)濕度為85% , 確定升溫流平溫度為30 ℃, 流平時(shí)間為t m in, 烘烤溫度60 ℃,烘烤時(shí)間1 h 。

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

(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(shí)間和溫度有關(guān),時(shí)間越長(zhǎng)、溫度越高帶走的水量越大。為保證流平時(shí)濕度符合要求,需要達(dá)到升溫流平時(shí),在有水蒸氣揮發(fā)情況下,保證烘房?jī)?nèi)的相對(duì)濕度< 75% ?！稘窨諝忪蕽駡D》表明, 25. 1 ℃下相對(duì)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(jì)算出, 通風(fēng)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(shè)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(jìn)入烘烤升溫階段,假設(shè)從30 ℃升到60 ℃,這時(shí)熱風(fēng)是循環(huán)的。烘烤升溫過(guò)程中要達(dá)到這樣的效果,利用溫度升高相對(duì)濕度下降的特性,來(lái)保證容積為V 的整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)在過(guò)程中不斷有水蒸氣揮發(fā)時(shí),相對(duì)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(gè)過(guò)程的組合:首先是等濕升溫,這時(shí)系統(tǒng)的絕對(duì)濕度不變, 相對(duì)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(shí)溫度不變,揮發(fā)的水蒸氣使相對(duì)濕度、絕對(duì)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(shè)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(shí)為防止烘房?jī)?nèi)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到該氣體爆炸下限發(fā)生危險(xiǎn),在熱風(fēng)循環(huán)過(guò)程中要有少量廢氣排出并同時(shí)補(bǔ)充等量的新風(fēng)(假設(shè)3 000 m3 / h) ,補(bǔ)充的新風(fēng)( 25. 1 ℃)升溫到60 ℃仍可以吸收一定的水量。已知25. 1 ℃下相對(duì)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(nèi)補(bǔ)充新風(fēng)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(guò)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(jì)為431. 5 kg 水。

通過(guò)以上分析可知,如果設(shè)計(jì)合理,流平時(shí)可將地面殘留的水分基本帶走,烘烤時(shí)限制水旋器下方水分的蒸發(fā),則不會(huì)產(chǎn)生烘烤濕度過(guò)高的問(wèn)題。

4、保證濕式噴烘漆房烘烤時(shí)濕度不超標(biāo)的措施

4. 1　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面

(1)單獨(dú)設(shè)計(jì)烘烤時(shí)循環(huán)風(fēng)管路,將二次回風(fēng)從淌水板上的管道排出。

(2)適當(dāng)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(fēng)風(fēng)口設(shè)計(jì)在水旋器下面,保證烘烤時(shí)水旋器內(nèi)始終有自上而下的風(fēng)流動(dòng),避免和減少水蒸氣向室內(nèi)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(guò)風(fēng)均勻性,同時(shí)又利于淌水板上方水分的快速流凈。

4. 2　工程設(shè)計(jì)及生產(chǎn)操作方面

(1)在烘烤熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥,調(diào)整烘烤循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量以及循環(huán)風(fēng)與廢氣排放風(fēng)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(nèi)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(shí)進(jìn)行送風(fēng)加熱,熱風(fēng)不循環(huán),仍按噴漆狀態(tài)排風(fēng),將淌水板上的殘留水分排出