汽车涂装节能减排工艺

封瑾

摘 要：随着人们生活水平的不断提高，汽车人均占有量逐年提高，而且物流运输车辆规模也与日俱增。汽车的生产已经进入了快速发展阶段，生产规模逐渐扩大，生产过程中的污染和能源消耗已经严重限制了汽车行业的发展。本文从汽车生产环节中耗能较高、污染较重的涂装工序进行研究，从污染排放产生的机理分析入手，对其节能减排工艺进行介绍，并提出了部分改进建议。

关键词：汽车;涂装;节能减排;工艺

1 引言

随着社会的不断发展，特别是工业时代的到来，在获得极大便利和物质满足的同时，过度消耗矿石能源，大量产生污染排放，已经对环境和可持续发展带来了巨大的挑战，为人们的身体健康和生活舒适的环境带来极大破坏。介于此，国际社会和我国国内已经陆续出台相关清洁生产标准政策，从及节能和环保的方面对工业生产提出严格要求。汽车工业作为规模较大、能源消耗较高、污染排放严重的工业企业，节能减排的任务十分艰巨。汽车工业生产流程中，汽车喷涂环节是消耗能源较高而且污染排放较重的工序，自然也是汽车工业进行节能减排的重要着手点。当前，无论是宝马公司还是我国奇瑞，无论是德国欧宝公司还是美国通用公司，均在汽车喷涂环节展开了各种节能减排工作的研发，特别是立足汽车喷涂节能减排工艺流程，通过分析污染产生的机理，有针对性的开展节能减排工艺优化和改进工作。汽车喷涂工艺流程如下：

2 汽车喷涂三废产生机理

汽车工业的污染排放方式根据物理性质分为废气、废水和废物（即三废），其在汽车喷涂生产过程中的产生机理分别为：（1）汽车喷涂过程中废水的产生机理。汽车喷涂过程中的废水产生主要包括三个方面，第一是在喷涂之前的清洗过程中产生的，受到喷涂作业面油脂、氧化膜等的作用，只有经过清洗达到脱脂和钝化的作用，才能进行喷涂作业。第二是喷漆车间的排水污染，含漆较多的污染液体。第三是清洗循环淘汰的废液，比如脱脂、磷化等废液。上述液体含有较多的金属成分和化学成分，不但会造成河流、湖泊的生物死亡，还将污染河床和周边环境，对水流和水生生物造成破坏。（2）汽车喷涂车间的废气产生机理。汽车喷涂车间的废气排放主要是油漆成分的挥发物质和气化物质，对人的健康影响巨大，不能直接排放，且需要采取保护措施后才能进入施工现场。而且，排放后的废气可能在强光和高温下进行化学反应，产生臭氧、苯类等刺激性气体，伤害人的呼吸道的同时，还对环境产生恶劣影响。（3）汽车喷涂工艺废渣的产生机理。汽车喷涂废渣的产生较前两种都较为单一，而且污染范围较为容易控制，往往不太受到重视，但随着汽车喷涂规模的不断扩大，特别是垃圾分类和回收政策越来越严，汽车喷涂废渣应得到更多的重视。汽车喷涂废渣主要是磷化的结果，还包括漆物固体垃圾，其在环境中的污染也不容小觑。

3 三廢减排工艺

为了降低汽车喷涂车间的三废排放，需要重视进行减排工艺的研发和改进。废水排放之前，需要进行分类处理，不得直接排放到环境中。本着优先进行回收循环利用的原则，对高浓度溶液进行提取和提纯。对于浓度较低，不具备循环利用价值的废水，可以通过进行中和化处理或者温和化处理，使废水对环境的危害和影响降低到国家标准允许的范围内，然后可以进行排放。有些废水含有铬金属，可以通过电解或化学方法进行还原处理，然后达到排放标准。对于汽车喷涂车间，含有油漆的废水是最大体量的污染源，对于漆渣的处理方式主要是进行自然沉淀和过滤，对于溶解性较强，不利于沉淀或是漂浮的油漆，可以采用添加催化剂的方式进行处理。对于废气的排放，主要是通过在设计阶段进行排放处理后再排放，处理方式包括很多种，也是根据种类不同分别进行。对于可燃污染气体，可以通过先引燃后排放;对于可以进行吸附的气体，可以先通过活性炭或其他溶液进行吸附，达到排放标准，降低浓度后再进行排放;当然，不可能所有污染气体都能进行处理，也不是所有处理都能进行完全，为了平衡处理经济成本和排放环境污染程度之间的关系，国家出台了详细的排放管理办法，对于排放的浓度和排放的方式，特别是烟囱的位置、高度、型式和排放速率都有名气规定。国家规定的烟囱高度是十五米并需要较二百米范围内的建筑都高出五米以上，汽车工业公司为了保证满足当前标准和后续标准，一般都需要超出标准执行，比如奇瑞汽车喷涂第二车间的废气排放烟囱的高度是规范要求的三倍。汽车喷涂废渣应当以集中处理或者集中回收为主要处理方式，不得进行直接混合倾倒，减少对环境的毒害范围和程度。

4 汽车喷涂节能减排工艺

为了降低汽车喷涂过程中的污染同时降低能源消耗，应采取多种优化和改进，特别是通过对汽车喷涂工艺的节能减排改造。随着技术的进步，可以逐步对高污染和高能耗工艺进行改进，比如类似使用不含磷的洗衣粉以降低环境影响，使用不含氟利昂的制冷剂以降低对臭氧层的破坏类似，使用不含磷的处理工艺，例如氧化锆转化膜进行简化和优化磷化工艺，使用不含铬的钝化工艺，或者直接取消钝化工艺，降低钝化能耗和污染。通过优化工艺，可以进行适当合并，进而降低能源消耗和污染。比如通过工序优化，可以实现PVC密封后直接喷中涂，将两次烘干工艺合并到一起进行，不仅节约了设备投资还降低了能源消耗，同时减少了废气的排放，一举多得。在电泳后的清洗废水污染的处理工艺具有较高的代表性，可以通过废水浓缩后返回UF液槽，降低纯水用量的同时减少污水排放，在此改造完成后，投资将可以通过降低喷涂涂料用量和污水处理费用很快回收成本。随着汽车行业的不断发展，汽车的价格和定位也逐渐放低，在汽车喷涂环节，原始的上中下三层喷涂，在电泳施工工艺的优化和提质后，完全可以取消中喷涂工艺，由上层电泳膜的材料改良来实现原来两层的作用。在从工艺进行改良的同时，可以考虑从材料替换方面进行节能减排改进，特别是使用无害化或低破坏的材料替代高毒性材料，比如使用水溶性材料替换刺激性危险性都较高的芳香型溶剂型涂料。目前，欧洲的标准已经要求汽车喷涂行业使用水溶性取代溶剂型，日本也应开始了推广工作，虽然在我国还没有强制要求，也应尽快着手相关工艺和材料的研发工作。有时候，很难做到节能的同时进行减排，比如涂料固化技术便是如此，随着节能型粉末涂料的研发成功，可以实现比传统溶剂涂料更少的污染排放，但是却需要更高的能源施工进行涂料固化工序，而且外观不如溶剂型均匀，还需要继续改良。当前汽车喷涂节能减排工艺的改进工作，都是围绕着对汽车喷涂工序进行优化、合并或取消部分可有可无的工序来进行研究，部分工序优化随着材料的节能环保性改良和调整实现大的突破，将来还应在汽车喷涂的简化和功能弱化方面开展宣传。随着汽车寿命的普遍降低，在现有汽车喷涂工艺的低污染、低能耗的基础上，推广简喷涂车辆，减少不必要的造型和光泽度要求，形成简约、经济、环保、节能的新风尚。

5 结束语

汽车喷涂作为汽车行业的节能减排重要环节，仍然具有较大的节能减排空间，需要我们在实际工作中根据切身体会进行不断的优化和创新，为企业带来新的经济增长点的同时，为环境优化和能源节约贡献力量。

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