低碳绿色节能技术在汽车涂装中的应用
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摘 要：应用低碳绿色节能技术来促进节能降耗减排已成为现代化汽车涂装生产的必然趋势，本文简要介绍了低碳绿色节能技术在汽车涂装中的实际应用。
关键词：汽车涂装;涂装工艺;节能;环境保护
中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）10-0001-02
0 引言
党的十九大报告中指出：坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求和降低制造成本适应市场竞争的需要，各大汽车生产企业都在不遗余力地应用低碳绿色节能技术来减排降耗和加强对能源使用的管理。涂装车间是汽车厂投资最大、工业三废产生的主要来源，也是能源消耗的大户，其能耗占整车生产过程总耗能的一半以上，直接影响整个企业生产成本。本文介绍几种低碳绿色节能的涂装新技术，通过工艺的改进优化、节能材料的应用和热能回收技术的应用，能够大幅降低涂装车间的生产能耗，减少废气、废水、废渣的排放，降低投资和运营成本，推动汽车涂装线节能降耗，将为汽车制造企业创造不可估量的的经济效益和社会效益，这几种技术也是现阶段涂装工程建设中的重点关注的项目。
1 低碳绿色节能技术的应用
1.1 环保型薄膜前处理技术
环保型薄膜前处理技术是近年来开发的新一代涂装前处理技术。它包括氧化锆处理、硅烷处理、氧化锆与硅烷复合处理等几种不同的技术路线，它们都能形成纳米级的转化膜，通过多条生产线的应用实绩来看，其与涂层的配套性良好，能完全替代传统磷化工艺。应用环保型薄膜前处理工艺，槽液无需加温，工序少，工艺时间短，且环保型薄膜前处理槽液中不含锰、镍、锌等离子，产生的废水易于处理，生产过程不产生含有重金属的沉渣，节能减排效果明显。与传统磷化工艺相比，可节约能耗50%以上;减少90%以上的沉渣量或无渣。
1.2 低温固化、低施工电压、高泳透率阴级电泳涂料技术
为保证车身防腐蚀能力，其表面的泳涂膜厚应内表面不小于10μm，外表面18～22μm。为达到上述要求传统阴极电泳涂料施工时不得不采用延长泳涂时间的方式，在内腔膜厚达到标准的同时车身外表面涂膜厚往往达到25～30μm，这就造成了电泳漆的极大浪费。应用低温固化、低施工电压、高泳透率阴级电泳涂料后，可削减阴极电泳涂料耗量20%左右。同时，新一代高泳透率电泳涂料的烘干温度可降低10℃，烘干温度每降低10℃可以节约能耗10%左右。在节能降耗方面，高泳透力阴极电泳涂料有着传统阴极电泳涂料不可比拟的优势[1]。
1.3 翻滚式输送技术
图1所示，翻滚式前处理电泳线中的白车身运动轨迹和连续式前处理电泳线中的白车身运动轨迹有较大的不同。在翻滚式前处理电泳线中车身能以180°旋转出入槽体，车身空腔内的槽液在进入下道工序前能够比较顺畅地排出，车身上残留的槽液量少，冲洗水量比传统连续式方式降低25%左右，废水的处理量也相应地减少，从而节省了废水处理费用，有利于环境保护。除此以外翻滚式电泳线电泳槽长度更短，在布置上更加紧凑，节省空间。
1.4 PVC密封胶不单独烘干工艺技术
该工艺指PVC底涂、粗细密封胶施工后不单独进行烘烤，而直接进入中涂喷漆工序，PVC及密封胶与中涂油漆一起进行烘干加热成形。应用该工艺使涂装生产工序更为简化，节省了PVC烘干室、强冷室等非标设备的投资，相应地减少了生产线的占地面积，减少了胶烘干及强冷的能源消耗，降低了涂装生产成本。
1.5 免中涂喷涂工艺技术
水性免中涂工艺是一种环境友好型的涂装工艺，也是目前汽车涂装运用较为成熟的新技术，可以更好地满足环保法规的要求，符合节能减排改善诉求。与传统3C2B涂装工艺按照涂装每辆轿车比较：材料成本增加约7%，由于取消了中涂涂装、中涂烘烤及中涂打磨，整体压缩了工艺工序，设备成本降低约15%，人工成本降低约10%，耗能成本降低约8%，VOC减排约30%，具有相当的环保和成本优势[2]。传统工艺与免中涂工艺工序长度比较图2所示：
1.6 低成本模块化纸盒式喷漆室技术
传统喷漆室用的湿式漆雾处理装置拥有较高的的漆雾捕集率，但其伴随着水的大量消耗（如汽车涂装常用的文丘里式喷漆室，其每处理1.0kg漆雾会消耗3.0～3.3kg的水），以及漆雾絮凝剂等多种药剂和能源的消耗，这种方式也造成了含水率高达80%以上的漆渣大幅增加。纸盒干式喷漆室是近年来开发的低成本新型喷漆室，它采用模块式设计，适用于所有规格的喷房系统，漆雾过滤模组位于喷漆室格栅板的下方，喷涂过程中含有漆雾的空气被迷宫式复合过滤器吸附，漆雾被均匀分布于各滤芯中，达到可以与湿式漆雾过滤器相媲美的分离效率。与传统湿式喷漆室相比：该型喷漆室摒弃了水循环系统及除渣系统，投资大幅低;模塊更换及操作维护便利，即使非专业人士/清洁人员也可以操作;因为减少了水循环及除渣等系统，电的消耗量大约降低10%;喷漆室的排风无需经历除湿再加热等复杂的处理过程，仅需稍稍降温就可再循环使用，可显著降低空调的能源消耗;不用消耗水，也无废水产生，固体废弃物的量降低70%;采用这种新的漆雾捕集方法后，涂装单车成本可减少10%以上[3]。低成本模块化纸盒式喷漆室结构图3所示。
1.7 喷漆室排风循环利用技术
传统汽车涂装喷漆室一般都是一次性供/排风，不循环回用或将手工喷涂段回用至自动喷涂段循环利用，送风循环使用的比例约在20%左右，其余80%左右仍为供新风的方式，因而送风空调处理室外空气使之达到喷涂所需温湿度参数的能耗很大。近年来喷漆室排风循环再利用等配套技术越来越成熟，在配备循环风系统的喷房内，分离净化后空气被再次回吸至喷房内，排风循环利用的比例达到80-90%，可显著降低空调的能源消耗。喷漆室排风循环利用原理图4所示。
1.8 烘干炉废气焚烧与加热一体化技术（TAR或TNV）
TAR（TNV）是将废气处理和向烘干室提供热能两种功能合二为一的系统，废气采用多级热回收，最后一级热回收可用作烘干炉新风预热或风幕风加热。经几级换热器换热将热量带给烘干炉，然后排放，废气排放温度可控制到160～180℃。废气污染物去除率98%～99%;可减少1套烘炉加热装置，节约能耗10～20%。
1.9 蓄热式废气集中处理技术（RTO）
该技术主要采用蓄热式的热量回收方式，这种方式可以将高温烟气中带有的九成以上的热能进行回收，从而使烟气排出的温度降低至180℃以下。冷炉启动时，由天然气燃烧产生的热量来分解有机废气，当待处理废气中有机物达到一定浓度以上时，运行中就不需要额外燃烧天然气，因此运行成本极低，挥发性有机化合物的去除率可达98%～99%，能显著改善大气质量。
1.10 涂装清洗水再生循环利用技术
利用膜的特性，实现离子与水进行有效分离，将分离处理后的水重新使用，目前通常使用UF、RO技术再生脱脂后的清洗水，前处理和电泳后清洗的最终循环纯水洗液。滤液当作自来水或新鲜纯水使用，浓缩液返回处理槽。该技术可以实现电泳系统零排放。最终循环纯水洗液的RO滤液取代纯水喷洗。
2 结语
为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求和降低制造成本适应市场竞争的需要，在涂装生产中贯彻清洁涂装生产的理念，在保证涂层质量的基础上，应用环保节能新工艺、新设备和新材料成为各大主机厂不懈的追求，各种绿色节能技术势必在汽车涂装生产中越来越广泛地被采用，在这些新技术的加持下，环保、节能、低成本、高竞争力的汽车涂装更易于实现。
参考文献
[1] 周杰，陈慕祖.中国汽车涂装生产线新技术的应用及发展[J].现代涂料与涂装，2007（4）：41-44+47.
[2] 王锡春.环境保护与汽车涂装[J].中国涂料，2005（2）：5.
[3] 张川，黄鹏，孔飞.中国汽车绿色涂装技术方案浅析[J].现代涂料与涂装，2018（05）：57-62.
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