節(jié)能減排論文-電泳系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用

電泳系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用姓名：XX 學(xué)號(hào)：XXXXXXXX學(xué)院：建筑與土木工程學(xué)院 專業(yè)：2012級(jí)給水排水工程3班摘要：本文從涂裝工程工藝技術(shù)及原理等方面介紹涂裝車間在節(jié)能減排技術(shù)方面的實(shí)際應(yīng)用。積極發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車，符合我國能源狀況和大眾消費(fèi)水平,有利于緩解能源緊張，保護(hù)環(huán)境。對(duì)于落實(shí)國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)具有重要意義。在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)注重節(jié)能減排的環(huán)保行為的背景下，電泳系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)便突出了其特別的價(jià)值。關(guān)鍵詞：節(jié)能減排，電泳系統(tǒng)，UV固化電泳涂料引言：出于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的需求和降低制造成本適應(yīng)市場競爭的需要，各大汽車廠家都在想盡辦法引用節(jié)能技術(shù)減排降耗和加強(qiáng)對(duì)能源使用的管理。涂裝車間是汽車制造過程中的能源消耗大戶，因此涂裝車間的能耗控制顯得尤為重要。必須從工程建設(shè)開始，使用更節(jié)能、更環(huán)保的工藝、設(shè)備、材料，下面就節(jié)能減排汽車涂裝車間的工程建設(shè)作一些探討。汽車涂裝設(shè)備按功能分為噴漆室、烘房、運(yùn)輸設(shè)備、空調(diào)、表面處理設(shè)備、電泳設(shè)備等，其中烘干室、噴漆室、電泳設(shè)備和空調(diào)所消耗的電能約占涂裝車間總能耗的90%，因此，這四方面將是涂裝工程設(shè)計(jì)及涂裝車間的管理重點(diǎn)。1、超濾技術(shù)開發(fā)利用及電泳后沖洗工藝在電泳涂裝過程中，電泳車身要用大量去離子水洗才能進(jìn)入烘房，被水沖走的涂料占所用涂料的30%左右，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。1971年P(guān)PG和Abcro公司聯(lián)合將超濾法用于電泳涂裝，實(shí)現(xiàn)了完備水循環(huán)系統(tǒng)，使電泳涂裝工藝更為合理化，既節(jié)省勞動(dòng)力，提高涂料利用率，又減少電泳廢水的污染，還可穩(wěn)定漆槽，工件涂層質(zhì)量更為優(yōu)良。另外，在電泳過程中，電泳槽中的電泳漆液的電導(dǎo)率會(huì)不斷上升，影響到電泳質(zhì)量。因此，一段時(shí)間后需要電泳槽中的漆液，用純水重新配新的漆液。采用超濾回收裝置可以回收排放液中的電泳漆。一方面節(jié)約了費(fèi)用，另一方面可以避免排放電泳漆造成的環(huán)境污染。到目前為止，超濾回收裝置已經(jīng)成為一個(gè)完整的電泳涂裝系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一。而電泳涂裝發(fā)展到此時(shí)，它的工藝流程多為：電泳主槽一一出槽UF噴洗——UF循環(huán)噴洗——UF浸洗——新鮮UF噴洗——DI水浸洗一一新鮮DI水噴洗。圖一. 工藝流程超濾（簡稱UF）是以壓力為推動(dòng)力，利用超濾膜不同孔徑對(duì)液體進(jìn)行分離的物理篩分過程。它是利用篩分原理工作把所需的并能通過隔膜微孔的物質(zhì)與不能通過的溶解分子顆粒分開。一般的過濾是在壓力作用下強(qiáng)行使液體通過多孔介質(zhì)，同樣在超濾中，也是在壓力下液體強(qiáng)行通過多孔介質(zhì)。然而，超濾的孔徑比普通的過濾要小1000倍以上，實(shí)際上隔膜的孔徑小得連有些細(xì)菌都不能通過。它可以通過水、酸、某些溶劑、低分子量樹脂及雜質(zhì)離子。當(dāng)電泳槽在正常的電導(dǎo)率參數(shù)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，使用超濾供封閉循環(huán)的清洗系統(tǒng)，電導(dǎo)率高，表明有離子污染，當(dāng)發(fā)生這樣情況時(shí)，要排放超濾液，加去離子水供清洗用。阻礙超濾液的生成有兩種力，滲透力和濃差極化力。滲透力是一個(gè)溶劑在其容積內(nèi)濃度不斷平衡的趨勢。這個(gè)力靠施加壓力使電泳漆通過超濾裝置來克服。濃差極化力是分子在膜表面堆積或濃縮的趨勢。仍然是要施加壓力，而且使油漆快速通超濾（UF）脫脂處理是一種利用膜分離技術(shù)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，該膜為親水性微孔薄膜，孔徑在0.01微米以下，油滴的直徑大大超過這數(shù)值，因此所有不溶解與水（液）中的油份就不能克服表面通過已被水所占據(jù)的膜細(xì)孔，達(dá)到油水分離目的，不過，由于超濾法投資及運(yùn)行成本高，實(shí)際應(yīng)用比較少過膜表面，來減少這個(gè)濃差極化力。2、RO技術(shù)開發(fā)利用至電泳后沖洗工藝及RO系統(tǒng)簡介眾所周知，在汽車工廠內(nèi)，涂裝車間是耗水大戶，而在涂裝車間，前處理工序的耗水又是首屈一指，前處理排水量占據(jù)整個(gè)車間排水量的80%以上，前處理線設(shè)計(jì)之初，為了降低純水的使用量，減少污水的排放量，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的，將RO反滲透技術(shù)應(yīng)用到前處理線，即在前處理安裝一套PT-RO系統(tǒng)，作用就是將前處理線最后一道新鮮純水洗槽的溢流水回收過濾，將其重新制成純水進(jìn)行前處理線最后一道純水噴淋！原本每個(gè)小時(shí)需要排放的6噸廢水，這些廢水經(jīng)過該系統(tǒng)后，可以產(chǎn)出3~~5噸的純水，因此每小時(shí)可以降低污水排放量高達(dá)3~~5噸左右。電泳涂裝反滲透系統(tǒng)（EDRO），EDRO反滲透裝置加裝在電泳漆超濾（UF）裝置后，將UF裝置透過液進(jìn)行深度處理，對(duì)電泳后的工件進(jìn)行末級(jí)噴淋，并將噴淋后的噴淋水全部逆向返回到電泳槽中，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)約的閉路清洗工序。在清洗工序中基本無廢水排放，提高了電泳漆的回收率，減輕了廢水處理的負(fù)荷，減少對(duì)環(huán)境造成的污染，節(jié)約了純水的使用量，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的閉路循環(huán)，正是由于它應(yīng)用于電泳涂裝后沖洗系統(tǒng)，使得電泳漆的利用率超過99%以上，是現(xiàn)代高科技技術(shù)在環(huán)保與節(jié)能上的最佳體現(xiàn)。應(yīng)用EDRO反滲透技術(shù)的工藝流程為：電泳主槽一出槽UF噴洗--UF循環(huán)噴洗--UF浸洗I--UF浸洗II--新鮮UF噴洗--ED—RO水噴洗（如圖3）。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)封閉，電泳質(zhì)量較好且易于控制，無DI水消耗，電泳漆實(shí)現(xiàn)零排放。圖二.RO工藝流程圖以上介紹了車身電泳線后清洗工藝發(fā)展過程。電泳線后清洗工藝的不斷完善，促使車身電泳涂裝技術(shù)取得了長足的發(fā)展。為滿足日益苛刻的環(huán)保法規(guī)，目前歐美國家先進(jìn)的車身電泳線后清洗工藝已經(jīng)開始普遍采用RO反滲透技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電泳涂裝系統(tǒng)封閉，電泳漆的利用率達(dá)到99%以上，車身電泳涂裝對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染得到有效控制。3、 ECS技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用在采用EDRO裝置時(shí)，為滿足純水洗所需要的水量，其超濾裝置的出液量與傳統(tǒng)工藝相比需要增加一倍左右，這樣不僅帶來設(shè)備投入的增大，而且也容易加大電泳槽液溶劑量的損失，造成在后沖洗過程中的泡沫量加大，因此在電泳后沖洗的節(jié)能環(huán)保技術(shù)中開發(fā)應(yīng)用了ECS術(shù)。ECS技術(shù)是將電泳后沖洗中的純水洗槽液經(jīng)過反滲透膜進(jìn)行超濾，使?jié)饪s液(固體份3%左右)返回到循環(huán)UF液槽，清潔液替代新鮮純水洗液，從而實(shí)現(xiàn)了降低純水使用量和電泳后沖洗的污水排放量，減少污水處理費(fèi)用，同時(shí)也提高了電泳涂料的利用率，降低了涂裝材料成本。特別是對(duì)采用傳統(tǒng)工藝的涂裝線，可不必增加UF裝置的改造量，只需進(jìn)行循環(huán)純水洗系統(tǒng)的改造，增加ECS裝置，就可以實(shí)現(xiàn)全封閉電泳后清洗。4、 UV固化陰極電泳涂料目前幾乎所有的陰極電泳涂料的涂膜固化方式都以熱固化為主，涂料發(fā)生固化架橋反應(yīng)的溫度一般在140?180°C，所以在許多受溫度限制的材料上很難推廣使用電泳涂裝。紫外線(UV)固化涂料是利用紫外光照射涂料樹脂發(fā)生聚合架橋反應(yīng)的固化方式，在低溫的條件下短時(shí)間內(nèi)就能完成涂料的固化過程。紫外固化技術(shù)完全符合"3E〃原則，即:Energy，節(jié)約能源，一般紫外固化能耗為熱固化的1/5；Ecology，生態(tài)環(huán)境保護(hù)，紫外固化技術(shù)被稱為〃綠色技術(shù)〃；Economy，經(jīng)濟(jì)，紫外固化裝置緊湊，流水線生產(chǎn)，加工速度快，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，有利于降低生產(chǎn)成本!紫外線固化電泳涂裝利用具有光固性能的電泳涂料和電泳涂裝技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合術(shù)，它不需要較高的溫度，所以它能滿足產(chǎn)品進(jìn)電泳涂裝的加工需要，同時(shí)又能解決涂裝材料受度限制的問題。4.1、 UV固化電泳涂裝的基本原理UV固化涂料是利用波長200~400nm的紫外光照射聚合引發(fā)劑產(chǎn)生聚合反應(yīng)的活性基,高能量的活性基使具有光反應(yīng)性能的涂料樹脂發(fā)生聚合及架橋的固化反應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)不需要熱量的條件下完成固化過程。UV固化電泳涂料是在離子型水溶性樹脂的分子骨架中加入光固化性基團(tuán),使其在紫外光和光聚合引發(fā)劑的作用下能發(fā)生涂料固化的聚合架橋反應(yīng)。樹脂的聚合程度影響樹脂的性能,為提高樹脂和金屬材料的結(jié)合力，涂料樹脂骨架中還含有提高附著力的功能基團(tuán)。UV固化的電泳過程和一般的電泳過程完全相同，根據(jù)電泳涂料樹脂的陰、陽離子性分陽極電泳涂料和陰極電泳涂料。由于電泳涂料是水分散體系，在樹脂發(fā)生固化反應(yīng)之前，應(yīng)將樹脂中的水分充分蒸發(fā)，以免影響固化效果和外觀，這就需要在UV固化之前增加一個(gè)閃蒸過程，這一過程對(duì)涂料的最終性能有著重要的影響。4.2、 UV固化電泳涂料的優(yōu)點(diǎn)1） 固化速度快不需要熱固化的長時(shí)間高溫保溫狀態(tài)，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到與熱固化相同的固化效果,生產(chǎn)效率高。2） 固化溫度低在受固化溫度限制的材料上可進(jìn)行低溫的電泳涂裝，擴(kuò)大了電泳涂裝的應(yīng)用范圍。3） 節(jié)能、省時(shí)因固化時(shí)間短，設(shè)備裝置不需要長距離的流動(dòng)運(yùn)行，且設(shè)備占地少,同時(shí)減少能耗。4.3、 UV固化電泳涂料的缺點(diǎn)1）形狀復(fù)雜的產(chǎn)品受光照、距離和位置的影響，易發(fā)生固化不均勻。2）除紫外線固化流程外還需增加一道閃蒸工序。5、前處理-電泳輸送設(shè)備的選擇RoDip-3簡介RoDip-3中文可譯成全旋反向浸漬輸送技術(shù)。RoDip-3輸送系統(tǒng)是先將車身鎖緊在滑橇上，再將滑橇鎖緊在一根可以360°旋轉(zhuǎn)的軸上。這根軸的一邊為一連續(xù)杠桿導(dǎo)輥系統(tǒng)，根據(jù)其導(dǎo)向輪在導(dǎo)向軌道上所處的位置來決定車身翻轉(zhuǎn)的角度。當(dāng)車身輸送到浸槽入口時(shí)，導(dǎo)向軌道讓旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°，車身頭部向下翻轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸繼續(xù)向前移動(dòng)車身再逐步翻轉(zhuǎn)90°，變成車底向上，車尾向前反向繼續(xù)前進(jìn)，在達(dá)到工藝要求的時(shí)間后開始出槽，車身再次在杠桿導(dǎo)輥系統(tǒng)的作用下連續(xù)翻轉(zhuǎn)180°，變?yōu)檎７较蚯斑M(jìn).RoDip-3的優(yōu)點(diǎn)RoDip-3的結(jié)構(gòu)特殊，帶來了一系列明顯的優(yōu)點(diǎn)。主要有以下幾個(gè)方面：（1） 節(jié)省投資，節(jié)能省電由于槽體積縮小，循環(huán)泵數(shù)量減少，生產(chǎn)線和輸送鏈縮短等原因，與采用雙擺桿鏈的電泳線相比，采用RoDip-3技術(shù)總投資可大約節(jié)省15%左右。（2） 節(jié)省化學(xué)品，節(jié)水車身是180°旋轉(zhuǎn)出槽的，車身空腔內(nèi)的槽液可以流得比較干凈，槽液夾帶量少，沖洗水量可以減少約15%，廢水的處理量可以減少約25%。節(jié)省三廢處理費(fèi)用，有利于環(huán)境保護(hù)。初次投槽時(shí)電泳漆可以節(jié)省約33%，槽液的更新周期可以縮短三分之一，這對(duì)槽液參數(shù)的穩(wěn)定及產(chǎn)品質(zhì)量的提高均十分有利。由于車身槽液夾帶量非常少，可以節(jié)省化學(xué)品的消耗。（3） 徹底消除了車身前后蓋，車頂蓋內(nèi)的氣泡傳統(tǒng)的擺桿鏈出入槽的角度約45°，車頂蓋內(nèi)等部位的氣泡不能徹底清除，無法泳涂上電泳膜，使此部位的防腐性能不能達(dá)到要求。RoDip-3技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車身在槽內(nèi)360°翻轉(zhuǎn)，徹底消除上述部位的氣泡缺陷，提高整車的防腐性能。（4） 電泳漆膜均勻，車身內(nèi)腔膜厚提高RoDip-3系統(tǒng)涂裝后的外表面膜厚波動(dòng)＜1.5pm，而普通電泳外表面膜厚波動(dòng)在4pm左右。測試數(shù)據(jù)顯示平面和垂直面的膜厚差距在1-2pm。采用RoDip-3技術(shù)可提高電泳漆的泳透率，保證車身內(nèi)腔膜厚＞12^m。大大提高了車身內(nèi)表面的防腐蝕能力。6、結(jié)論上述列舉了一些涂裝車間規(guī)劃工程建設(shè)時(shí)可重點(diǎn)考慮的節(jié)能減