鋼桶的涂料及涂裝生產的環境保護

上海僑生機電成套設備有限公司 殷宜國

一、涂料組成和有機溶劑污染

1、涂料俗稱油漆。由成膜物質（樹脂、顏料、增塑劑）和溶劑組成。鋼桶成型后，一般都需要進行涂裝，才能有市場價值。為了保證涂裝質量，除選用的成膜物質性能可以達到涂裝桶的要求外，溶劑選擇也是非常重要，因為它是溶解或分散成膜物質的重要組份，在涂料施工時調節涂料粘度，使涂料體系成為易于涂布的流體，在涂料工藝中隨著溶劑的揮發，涂料被烘烤成一層均勻流平好的涂膜，使鋼桶表面涂膜達到經久耐用、光亮豐滿、色彩鮮艷等包裝要求。
由此可見，溶劑在涂料組成中是屬于非成膜物質，當涂料被烘烤成膜時，就要揮發到大氣中去，造成環境污染。
現在講鋼桶涂裝環保，就是講能否使用無有機溶劑涂料，但令人遺憾的是，迄今為止，鋼桶涂裝還是在使用有機溶劑涂料，所以我們對有機溶劑氣體污染有必要進行介紹。

2、有機溶劑污染：有機溶劑分類有石油溶劑、苯系溶劑，醇和醚，酮和酯等。鋼桶涂料所使用的溶劑基本都是含苯類的混合溶劑，而苯類（苯、甲苯、二甲苯）對人體的危害性較顯著。我們常見的排氣口有煙有臭味就是苯類氣體（環己酮也有臭味）。
在鋼桶涂裝工藝中，有機溶劑氣體排放分成二部分：一是噴漆室的排放，但由于是常溫下的溶劑氣體排放，濃度又較低，再通過水淋、沉降、過濾等裝置排放到大氣中，所以污染程度較輕；二是涂布烘房的排放，由于涂料的烘烤成膜是高溫烘烤（170-220℃）有機溶劑全部由烘房成為高溫氣體排出，所以廢氣的污染程度嚴重。

現舉例說明：如1kg涂料可涂6個200升鋼桶、所需約125g溶劑，按每小時生產360個桶計，則溶劑排放量是每小時45kg溶劑，每天按16小時生產計，有720kg廢氣排放。因此，必須要解決這一烘房的廢氣污染。

3、常用有機溶劑性能

種類	沸點℃	自燃點℃
苯	80.1	560
甲苯	110.4	480
二甲苯	144.4	465
正丁醇	117.5	343
乙醇	80	365
醋酸乙酯	77.1	427
丙酮	56.5	465

 

二、廢氣凈化環保設備介紹：

由于使用有機溶劑涂料，所以安裝廢氣凈化環保設備是唯一的解決方法，在廢氣凈化的措施上有下述幾種方法：

1、吸收凈化法：是利用廢氣中各混合組分在選定的吸收劑中的溶解度不同或發生化學反應，達到將有害氣體從廢氣中分離出來的一種方法。在印鐵行業曾經使用過，由于凈化效率低，并且會產生二次污染，所以目前已被棄用。

2、吸附凈化法：是用多孔固體（吸附劑）將廢氣中有害組分積聚或濃縮在表面達到分離目的。但由于吸附劑（如活性炭）在使用過程中會逐漸失效，必須定期更換，而且同樣會產生二次污染，因此作為權宜之計采納較合適。

3、燃燒法：處理廢氣的燃燒法有火焰燃燒（直接燃燒）、熱力燃燒、催化燃燒等類型。由于涂料烘房的排放廢氣濃度低，不具備自行作燃料進行燃燒凈化的條件，因此，介紹后二者的燃燒法。

（1）熱力燃燒（又稱焚燒法）：、

是依靠輔助燃料（燃燒器）燃燒產生的熱力來提高廢氣的溫度，使廢氣中碳氫化合物的組分被氧化，分解轉換為無害的

二氧化碳和水蒸汽（煙囪排放的氣體無煙無味）達到理想的凈化效果。要達到這一凈化目的，必須在環保爐體內的熱力燃燒達到“三T”條件：爐內反應溫度（Temperature）是760℃左右，在此溫度下的廢氣停留時間（Time）要充足，廢氣和氧氣的混合（Turbulence）要充分，才能充分凈化廢氣。

（2）催化燃燒法：

是利用催化劑在廢氣燃燒中，加快廢氣分解的反應速度，只需要350℃左右就可以凈化廢氣，比焚燒法有明顯的經濟性。但其催化劑的組成（有三部分：活性組分、助催化劑、戴體）和催化床的排列是至關重要的。在爐體設計上較嚴謹。但不論何種類型的催化劑在廢氣凈化過程中，其活性總是隨著時間推移而逐漸下降，最終催化劑失效，要重新更換催化劑才能凈化廢氣。因此，催化燃燒法存在使用壽命的問題。

（3）焚燒法和催化燃燒法的比較和共同點：

焚燒法：一燒百了，是凈化廢氣最直接的方法。但是焚燒溫度條件必須在760℃左右下才能凈化廢氣，能耗高。熱量必須回收利用才有實用價值。

催化燃燒法：是通過催化床，可使廢氣凈化溫度只需350℃左右，比焚燒法能耗低。但由于催化劑存在使用壽命問題，以及也有熱量回收利用的實際問題，所以在環保爐的實際使用中，在不同行業所取得的經濟效益也截然不同。

二者共同點：都是充分利用廢氣在氧化分解時所爆發出的熱量來提供燃燒室或催化室的溫度需要，因此，廢氣濃度大有利于節省能耗。

因此要充分利用這一特點才能研制出節能的環保爐,本文要介紹的KIC環保設備就屬于這類型的廢氣凈化環保設備..

三、選擇節能型廢氣凈化環保設備的焦點：

1、環保：外觀----排放口的凈化氣體是無煙無味

標準----符合國家GB 16297—1996氣體排放標準

2、節能（余熱利用）

凈化熱量利用可使原涂料烘房的燃燒爐停止使用，多余熱量再供印鐵烘房或脫水烘房使用，和原二個烘房能耗相比。環保運行成本≤零。

3、質量：余熱利用不影響產品質量，烘房測溫點的溫度波動為±2℃

4、壽命：催化燃燒法-----催化劑壽命≥2年

焚燒法-----爐體壽命≥8年

5、性價比：由于環保設備不是直接產生利潤的生產設備，所以運行成本決定了環保設備的性價比，如達到環保設備能耗的運行成本＜零，則視涂料品種，數年內能收回環保設備的投資成本。

6、安全性：燃燒器、爐體、風機、風管切換裝置等均通過PLC、GOT電氣控制進行操作。

四、KIC節能型廢氣凈化環保設備特點

將廢氣收集后抽入環保爐，再按照以下程序進行廢氣凈化處理：間接預熱→燃燒加熱（一次凈化）→催化反應（二次凈化）→熱量送入烘房供生產使用。

這二次凈化廢氣的治理方法綜合了焚燒法和催化法的原理，達到了環保和節能的雙重效果。能耗比焚燒法低，催化劑使用壽命比催化法長。余熱利用的最佳效果是可使原涂料烘房的燃燒器停止使用。多余熱量供印鐵烘房或脫水烘房生產使用，環保爐的熱量回收可保證生產使用，并不影響產品質量。

KIC環保爐驗收標準

1、廢氣的凈化效果是在達到無煙，無味的情況下，排放氣體要達到GB16297-1996國家規定的環保標準。

2、廢氣凈化熱量的回收可供生產使用[原涂料烘房燃燒器停止使用]，多余熱量供印鐵烘房或脫水烘房使用達到節能效果。

3、不影響原烘房的溫度控制精確度。

4、不影響產品質量。

對于印鐵，制桶行業,節能更具有現實意義，.KIC環保爐能做到了這一點:節能環保。

五、KIC節能型廢氣凈化環保設備有關數據介紹

1、原烘房能耗鋼桶行業：

單排桶外噴涂烘房能耗：45萬大卡/H

脫水烘房能耗：25萬大卡/H

總能耗：70萬大卡/H

叁排桶外噴涂烘房能耗：70萬大卡/H

脫水烘房能耗：30萬大卡/H

總能耗：100萬大卡/H

使用KIC環保爐能耗比上述鋼桶或印鐵行業二條烘房總能耗節省是10%-15%（視涂料品種）。

2、使用KIC廢氣凈化環保設備節能效益計算：

廢氣量10000M3/H 廢氣排放溫度：120℃

廢氣內含有溶劑量4.5G/M3 溶劑熱值：8.5大卡/G

廢氣預熱溫度350℃ 空氣比熱容：0.3大卡/M3℃

（1）廢氣凈化所需補充的熱量（即燃燒器能耗）

Q補=10000*（350-120）*0.3=69*104 大卡/H

（2）廢氣被凈化所釋放出的熱量：

Q廢=10000*4.5*8.5=38.25*104 大卡/H

因此，KIC環保爐輸出總熱量是Q補+Q廢=107.25萬大卡

也就是說，KIC爐的燃燒器只需消耗69萬大卡/H的天然氣就能供給107.25萬大卡的熱量，安全能滿足叁排桶烘房和脫水烘房的生產需要。在理論上可達到35％左右熱量利用，這就是KIC爐環保節能的原理，但在實際生產中，由于受到以下因素影響會造成熱量損失較大。

A 生產停頓片刻，無廢氣排出。

B 涂料品質變化或含固量變化，使廢氣濃度降低。

C 環境溫度、濕度變化等。

D 烘房吸廢率下降。

按近幾年KIC環保爐的節能數據看，平均節能10％是很客觀的。

3、國家環保標準：

大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996中（三苯）允許排放濃度是：

六、發展鋼桶行業環保涂裝的途徑：

1、研制和推廣無有機溶劑涂料（水性、粉末、UV）在涂裝工藝中就杜絕有機溶劑廢氣的污染。

2、推廣復膜鐵材料在鋼桶行業中應用。

3、繼續研制提高節能效益的廢氣凈化環保設備。

七、小結：今天講課要點是：

1、只要使用有機溶劑涂料，就存在廢氣的環境污染。

2、廢氣凈化環保設備就是將廢氣在設定的高溫條件下，將廢氣充分氧化成CO2和H2O，解決了污染問題，達到國家GB16298-1996廢氣排放標準。

3、如不將凈化氣體的高溫熱量（400℃）回收利用到烘房供生產用，這環保設備也就失去了實用性，因為增加了制桶廠的生產成本。

4、節能型環保設備的節能效益必須是要做到環保設備的能耗，是低于原烘房總能耗才是節能

5、廢氣濃度越大，對于合格的環保設備而言，節能效益就越大（因為廢氣充分氧化所釋放出的熱量就越大），所以我們不必擔心廢氣污染，而是在思想上是否重視這一事。