時間:2023-07-30 10:10:35
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建筑材料要做到環保節能,就必須綜合考慮建筑材料的生產和使用能耗,盡量采用工業廢渣做原料,在保證一定材料成本的條件下,選擇保溫效果好的建筑材料。環保節能建筑材料是以最少的資料,并盡量利用工農業廢棄物及再生材料制造出的高效能建筑材料。在生產過程中也盡量減少對大氣污染和能源消耗。
1環保節能型建筑材料的發展及應用現狀
1. 1環保節能型建筑材料的發展現狀
1 .1. 1廢棄植物纖維
廢棄植物纖維是一種具有多種用途的可再生生物資源,主要是指農作物秸稈、廢棄木質材料、廢棄竹子等。我國是一個農業大國,農作物秸稈等廢棄植物纖維資源十分豐富。
廢棄植物纖維具有很多良好的性能,在環保節能型建筑材料的開發與應用中具有很大的性能潛力。
相對于其他建筑材料而言,以秸稈等植物纖維為原材料制成的砌塊加工過程簡單快捷,沒有環境污染,可以稱得上是綠色環保節能性材料,用它來建造的建筑更可稱得上是百分之百的生態建筑。但是由于材料本身的特性,適用于的建筑也有一定的局限性,目前無法用于兩層以上的建筑承重構件的需要,不過對于目前廣泛需求的私人住宅及小型的公共建筑,秸稈砌塊是非常適合的,同時也迎合了當前人們崇尚自然的心態。
1. 1.2石膏建材
石膏類建材具有的優點:1)石膏的鍛燒能耗比較低(僅為水泥的1 /4、石灰的1/3),因而用石膏做建材可大大節約能源;2)石膏建材比實心磚、混凝土均節約材料;3)石膏建材具有可循環使用性,不產生建筑垃圾;4)石膏無毒無害,具有良好的耐熱、耐火性。1 .1.3粉煤灰
粉煤灰是火力發電廠燃煤粉鍋爐排出的一種工業廢渣。我國2000年粉煤灰排放量1.6億t,且每年不斷遞增,粉煤灰堆放占地面積大,且威脅生態環境,處置粉煤灰的一個有效辦法是將粉煤灰應用于建材。利用粉煤灰代替部分赫土制作燒結磚、空心磚、墻地磚以及粉煤灰燒結陶粒等,而摻加粉煤灰生產的陶質制品是很有發展前途的新型環保節能建筑材料。
1 .1 .4泡沫玻璃
泡沫玻璃是集環保、保溫、阻燃、隔潮、吸聲于一體的新型建筑材料。其原料是廢棄的各種顏色平板或瓶罐玻璃碎塊,屬于廢物利用;生產的產品具有顯著的環保效益;生產過程不產生“三廢”。
泡沫玻璃具有自重輕、抗壓強度高、導熱率低、耐火性好、抗滲防水能力強、化學穩定性高等特點,是一種既保溫又保冷的建筑材料。目前,泡沫玻璃廣泛適用于各種場所,如代替磚和砌塊,作為屋面、墻體、天棚材料和保溫隔熱構件。
1 .1 .5膜材料
建筑用復合膜材料具有透光性好、密度小、機械強度高、耐久、防火、保溫和抗紫外線等優良特性,因而成為新一代的環保節能型建筑材料。用于建筑中的膜材料種類繁多,按材質的不同可分為兩大類:1) PTFE類膜材料,其樹脂的含量大于90%;2)PVC類膜材料。
膜材對自然光的透光率可達20,即使對保溫隔熱性能要求較高的雙層膜建筑,其透光率也達4%一8%,透射光在膜結構建筑內部產生均勻的漫射光,無陰影、無眩光,白天可滿足各種室內活動的需要,因而可節省大量的照明用電。膜材有較高的反射率和較低的光吸收率,并且熱傳導性較低,這在很大程度上阻止了太陽能輻射進人室內,減少了熱量的傳遞,具有良好的保溫隔熱性能。膜材化學性能穩定,不會對環境造成污染和人體造成傷害,膜材作為一種綠色建材在發達國家得到了大力的推廣和應用。 轉貼于 中國論文下載中心
1 .1 .6其他環保節能型建材
一種納米微膠囊相變材料可作為新型的環保節能型建筑材料,其主要成分為納米和微膠囊化的相變材料。納米在光催化作用下,能殺死病毒,消除VOC和無機有害氣體,能在不通人室外新風的情況下有效提高室內空氣品質,減少空調系統的能耗;同時,微膠囊相變材料通過相變,物質的分子結構迅速地發生轉變,在恒溫狀態下進行吸熱或放熱,在外界溫度變化時能有效地保持室內熱環境的穩定性,減少了能量的損耗,達到建筑節能的目的。
1.2環保節能型建筑材料的應用現狀
1.2.1用于墻體及圍護結構的環保節能型建材
節能型外墻所用建材必須兼顧合適的儲熱能力和好的保溫隔熱性能,復合型墻體是首選。
空心砌塊和多孔磚是常用的、節能良好的墻體建材。在空心砌塊的墻體中,可向空隙中填加膨脹珍珠巖、散狀玻璃棉或散狀礦物棉等松散填充絕熱保溫材料,降低墻體導熱系數及砌塊之間的對流換熱作用。另外,用高壓縮空氣把絮狀的或塊狀的玻璃棉吹到墻體空腔中,填充密實,同樣能起到很好的保溫作用。
節能型墻體建材應用較多的還有加氣混凝土。加氣混凝土是優良的低能耗新型墻體保溫節能材料,是目前所有墻體材料中唯一能夠滿足節能標準65%要求的單一材料。它已廣泛用于內外墻體、屋面、樓層和平坡屋面,不僅可以用于民用居住建筑,而且可以廣泛地用于工業建筑和4層以下混合結構建筑的承重墻體。
對于建筑的圍護結構,則可采用輕質高效的玻璃棉、巖棉、泡沫塑料等保溫材料,以減輕建筑能耗。
1.2.2用于屋頂、地板及門窗的環保節能型建材
用于屋頂的環保節能型建材有玻璃棉或礦物棉氈(墊),這些保溫材料與裝飾貼面復合而成的天花板,能減少閣樓空間與屋頂天花板之間的傳熱系數,起到隔熱保溫的作用。
門窗能耗占我國高能耗建筑中總能耗約40%因而門窗的環保節能顯得尤為重要。塑料門窗的隔熱性能比常用的鋼、木、鋁合金門窗要好得多;同時塑料門窗生產過程中采用清潔的生產技術,少用天然能源,生產出的門窗無毒害、無污染、無放射性,有利于環境保護和人體健康,符合人們提出的“綠色建材”的概念,因而塑料門窗屬于環保節能型建材。
2環保節能型建材未來發展策略探討
開發環保節能型建材,從根本上改變我國建材工業發展中存在的高投人低產出、高消耗、高污染、低效益的粗放式生產方式,選擇資源節約型、污染最低型、質量效益型、科技先導型的發展方式,把建材的發展和資源利用、生態保護、污染治理有機地結合起來,這是21世紀我國建筑材料發展的戰略目標。
我國建材行業未來發展戰略方向應該是:大力發展環保節能型建材,采用低能耗制造工藝和不污染環境的生產技術,盡量不使用含有對人體有害的、有機化學物質,兼顧可回收利用和循環生產,堅持走資源節約型和環境友好型的可持續發展道路。
關鍵詞:焦化 干熄焦 節能 環保
干熄焦技術在鋼鐵聯合企業焦化廠已經取得了顯著的節能減排效果,而我國焦化行業以獨立焦化廠為主,干熄焦技術應用于獨立焦化廠將取得怎樣的成效,本文就此進行簡要分析。
1、干熄焦技術的發展及在我國的應用
干熄焦工藝起源于瑞士,20世紀40年達國家開始研究開發干熄焦技術;60年代前蘇聯取得突破性進展,多數焦化廠采用干熄焦技術;70年代全球能源危機,干熄焦技術得到了較快發展,多數發達國家都提倡和鼓勵應用干熄焦技術。我國自20世紀80年代初,寶鋼一期工程首次引進干熄焦技術,至2006年前后,先后有十幾個鋼鐵聯合企業投產了44套干熄焦裝置;目前,已建、在建的干熄焦裝置已超過100套;截止2008年底,我國干熄焦產量達到了6000萬t。干熄焦技術發展到今天,雖然出現了不同的形式,但基本工藝流程大同小異。
2、干熄焦工藝與濕熄焦工藝的分析對比
2.1干熄焦節能效果分析
在干熄焦系統中,利用惰性氣體與紅焦進行換熱,吸收了紅焦顯熱后的惰性氣體再將熱量傳遞給配套的余熱鍋爐,生產蒸汽用于發電。理論上每噸紅焦經干熄焦后可生產過熱蒸汽量計算如下:
(1)假定參數:裝入紅焦溫度約為1100℃,排出焦炭溫度為200℃,焦炭揮發分1.2%、灰分12%,焦炭在1100℃的比熱容為1.561OkJ/(kg?℃),在200℃時的比熱容為0.9983kJ/(kg?℃)。在沒有導人空氣的情況下,理論上每噸紅焦在干熄爐內將被回收顯熱:Q1=1000×(1.5610×1100―0.9983×200)=1.5174×10kJ
(2)焦炭燃燒產生的熱量按33850kJ/kg,燒損率按1%計,則每噸焦炭在干熄爐內燒損熱量為:02=1000×33850×1%3.385×10kJ
(3)干熄爐系統傳熱效率為定值83%,則干熄爐內每噸紅焦被循環氣體帶入鍋爐的總熱量為:p3=(Q1Q2)×83%=1.54×10。kJ
(4)余熱鍋爐熱平衡根據參數:450℃過熱蒸汽焓=3323kJ/kg,105~C鍋爐給水焓H=436kJ/kg,256℃鍋爐水焓H。=1135kJ/kg,鍋爐排污率r=1.5%,余熱鍋爐熱效率為80%,可得出每噸紅焦生產蒸汽量為0.425t(3.82MPa,50~C)。如果扣除焦炭燃燒產生的熱量,每噸紅焦顯熱生產蒸汽量為0.348t(3.82MPa,450℃)。
2.2環保效果分析采用傳統的濕法熄焦,在熄焦過程中會產生多種污染物,一是熄焦產牛的粉塵,每熄1t焦大約排放粉塵0.2kg;二是水煤氣反應產生c0,每熄1t焦c0產生量約為2kg;三是熄焦時產生Hs,每熄lt焦產生量約為O.1kg;并且還有大量的酚、氰、硫化物等隨蒸汽散發到大氣中,對環境影響較大。而干法熄焦利用惰性氣體,在密閉系統中將紅焦熄滅,并配備良好的除塵設施,對環境空氣影響大大減輕。
2.3投資及動力消耗分析
由于當前干熄焦裝置仍以國外引進為主,干熄焦投資仍處在較高水平,以某100萬t/a焦化廠為例,干熄焦投資1.4億元(含干熄爐及發電),且備用濕熄焦裝置(0.06億元),而焦爐及化產部分總投資也只在6.5億元~8億元,與之相比,干熄焦投資所占比例明顯偏大。干熄焦較濕熄焦相比,消耗更多的電力、壓縮空氣等動力,以安鋼140t/h干熄焦裝置為例,該I程采用四干一濕運行模式,2009年6門投產。干熄焦電力消耗是濕熄焦的4.87倍,并且要消耗大量的氮氣和壓縮空氣,干熄焦水消耗量雖然低,但其消耗的是新鮮水,而濕熄焦消耗的是生產廢水,一般不用新鮮水。綜合比較,濕法熄焦消耗的動力較十熄焦低,其運行成本也相對偏低。
3、焦化酚氰廢水處理及回用現狀
焦化廢水是一種氨氮和有機物濃度較高的難以生化降解的有機廢水,其產生量在0.3m3/t焦左右。目前國內對焦化廢水的處理通常采用A/O工藝,即硝化/反硝化工藝,其中典型處理工藝流程包括AVO、A/O。、AVO。3種工藝。焦化廢水經過生化處理后,出水水質一般能達到《污水綜合排放標準》中二級標準要求,符合熄焦用水水質要求,因此,焦化廠通常是將處理出水用于熄焦。對于采用干熄焦工藝的鋼鐵聯合企業,其焦化廢水的處理大體也不外乎上述3種形式,其出水通常用作煉鋼沖渣水。
4、我國省推廣干熄焦技術應綜合考慮
4.1SO:的減排問題
s0排放是造成我國大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因,為遏制sO污染加劇的趨勢,國家相繼出臺了一系列減排政策和法規,在《國家環境保護“十一五”規劃》中,明確提出“十一五”時期,全國sO排放總量削減10%的約束性目標。此外,我國省焦炭主要為商品焦,因干熄焦炭的水分較低,運輸過程中的粉塵轉移污染問題也應考慮。
4.2酚氰廢水難以循環利用,有外排可能
在沒有焦化廢水深度處理與回用技術依托下,強制執行干熄焦工藝,勢必使獨立焦化廠酚氰廢水失去循環利用的出路,存在一定的外排可能。我國不僅是水資源嚴重匱乏的省份,更是水環境污染嚴重的省份。
4.3回收能量的利用及經濟性
并非采用干熄焦工藝就能收到節能效果,關鍵是干熄焦產生的蒸汽有使用價值。對于焦化企業來講純粹的蒸汽并無多少實用價值,而必須將其發電,才能達到節能目的,并產生一定的經濟價值。而焦化廠干熄焦發電規模偏小,上網困難,且上網價格偏低,因此,采用干熄焦工藝帶來的經濟效益,遠不足以提高企業推行干熄焦工藝的積極性。
5、獨立焦化企業節能減排的途徑分析
干熄焦技術是焦化企業重要的節能減排措施,但不是唯一措施。對于鋼鐵聯合企業,可以大力發展干熄焦技術;對于獨立焦化廠,在目前情況下實施節能減排應著重以下方面:
5.1提升焦爐裝備水平,走“高炭化室、大規模”的路子,從而根本降低焦化能耗。
5.2切實提高剩余焦爐煤氣的綜合利用率,將目前省內剩余煤氣利用率從70%提高至98%以上。
5.3完善化產回收,提高焦油、苯等產品的回收率。
5.4采用筒倉替代露天煤場儲煤,減少煤粉的風吹損失。
5.5采用煤調濕、搗固煉焦技術,提高產品質量,降低煉焦能耗。
5.6采用節能設備,加強自動化控制。
參考文獻:
[關鍵詞]節能環保技術;土木建筑;施工 文章編號:2095-4085(2017)05-0101-02
當前的一些土木建筑企業仍然不具備完善的節能環保技術,因而在施工中影響了環境,造成了浪費現象的發生。希望通過本文對節能環保技術的研究,能切實幫助土木建筑企業應用節能環保技術的實踐。
1節能環保技術在土木建筑施工中的運用與存在問題
1.1施工人員意識的缺失
在節能環保技術的發展與應用中,其技術的應用及推廣仍然需要一些時間,在當前土木建筑中,仍然存在工程施工人員為了節約成本或工期不采用節能環保技術,這充分證明了節能環保觀念并沒有在施工人員中得到應有的重視。
1.2節能環保技術應用缺乏完善法律法規保障
節能環保技術是建筑行業中一種比較新的觀念,當前的法律法規并沒有形成相應的約束力對其進行控制,因此這就形成了節能環保技術的落實度不能滿足當前社會的需求,也就形成了一些建筑企業對節能環保技術的應用缺乏足夠的重視。
1.3土木建筑施工設備陳舊
在進行土建活動中,一些企業為了降低企業的成本投入,仍然在使用一些比較陳舊的設備進行施工。陳舊設備沒有比較高的生產效率,而且對油、水、電都有較大的消耗能力,這樣也增加了人力的消耗,形成了建筑浪費。而且陳舊設備也會產生非常多的廢水、廢氣,噪音污染也相當嚴重,這樣達不到保護環境的要求。
1.4土木建筑業應加強節能環保意識
我國當前的建筑管理中缺乏對環境保護的意識,也不重視節能問題,并且在建筑設計時也沒有完善的節能環保技術應用,因此,建筑施工業的管理是節能環保技術應用能否持續推廣的重要因素。其中在進行建筑施工時,對節能環保的責任劃分并不具體,也沒有形成完善的環境監管機制,沒有健全的環境保護考核制度。
2土木建筑施工中應用節能環保技術的措施
2.1太陽能技術的應用
在進行建筑施工時,需要使用到一些石化燃料,對環境造成了一定的污染,而太陽能應用于土木建筑施工,能有效避免對環境的污染問題,并且太陽能技術也具備好維護,技術容易使用等特點,因此并不存在因為技術因素導致無法使用太陽能技術。而在建筑工地中,多數工地都具備充足的陽光照射條件,這樣將太陽能轉化為電能,不僅能起到保護環境的作用,也降低了能源的浪費現象。
2.2對土方的覆蓋
在建筑施工中會存在將挖出土方堆置在外面的情況,當建筑施工工地在人群較多的地方時,由于天氣因素的影響,堆在外面的土方會形成揚塵,影響環境也對人們的正常生活造成了不利影響。因此,在建筑施工時,應將挖掘出的土方進行覆蓋處理。
2.3應用新型節能環保材料
粉煤灰制成的混凝土塊具有較好的保溫效果,因此在土木建筑施工中,適當采用粉煤灰是極為必要的,因為粉煤灰是火力發電廠的廢棄物,成本較低,因此使用粉煤灰能有效減少生產垃圾及建筑垃圾,也能對環境保護起到積極意義。因此對于節能材料的使用不僅能提高建筑業的環境保護水平,也能降低建筑企業的成本投入。
2.4節約水電
在進行建筑施工時,建筑施工人員應懂得節約用水的意義,并將生產用水與生活用水管路分開,采取分路供水的方式。建筑施工時應具備生產廢水再利用機制,并且能對雨水進行收集,將其投入到生產中去。在進行設備清洗中,應采用生產用水進行清洗。在進行建筑施工時,施工人員也應具備節約用電的習慣。對于不使用的設備機械,應及時進行斷電停機處理,以免發生電力資源浪費的情況。對建筑設備定期檢查,保證設備的工作效率。
2.5優化土木建筑施工方案
進行土木工程建筑施工時,要根據建筑方案和施工環境進行技術的不斷調整,因地制宜,因時制宜,對土木建筑施工節能環保技術進行動態優化。
3土木建筑施工中應用節能環保技術的管理保障
3.1加強土木建筑施工人員節能環保意識
要想讓建筑企業管理者與員工主動接受與應用節能環保技術,應注重增強節能環保意識,只有在意識上充分對節能環保有所重視,才更愿意應用節能環保技術。節能環保意識也是當前建筑企業能否持續發展的必要因素,只有具備了節能環保意識才能更好的體現出建筑企業對社會的責任,從而增加建筑企業在社會中的形象,實現建筑也的長遠發展目標。土木建筑施工單位也有完善的環境培訓與考核機制,使T工與管理者通過學習不斷增強自身的節能環保意識,并且通過考核了解員工與管理者對節能環保技術應用的掌握程度。
3.2老舊設備更換機制
當老舊設備無法滿足節能環保技術應用要求時,也及時對其進行更換,因為老舊設備不僅影響建筑施工效率,也會對水,電,燃料等造成極大的浪費,從而對環境造成極大危害。在進行新設備的挑選中,要注重引進節能環保的新設備,并且注重員工的節能習慣培養。
3.3建立健全節能環保監督管理機制
根據具體情況建立節能環保小組,施工經理為組長,組員應由參與生產的施工人員,材料人員及技術人員組成,這樣能實現全方位監控節能環保技術的應用情況,也能將具體責任落實到個人,保證建筑施工中節能環保技術的應用。
論文關鍵詞:涂裝線改造;電梯涂裝;環保節能;廢水廢氣零排放
1引言
涂裝應用非常普遍,可以說涂裝產品無處不在。在人們享受涂裝帶來的美感的同時,涂裝產生的廢氣、廢水和廢渣也給我們賴以生存的地球環境帶來污染。而電梯產品需要涂裝的部件較多,且涂裝部件的面積較大,因此使用的涂料較多,相應地涂裝產生的副產物廢氣、廢水和廢渣也較多。減少廢棄排放物,保護環境,實現環保涂裝,世界各國都在努力探尋著,日立電梯(中國)有限公司本著對社會高度負責任的態度花巨資投入環保工作,取得了明顯成效。
日立電梯在中國廣州、上海和天津都有制造基地,其中上海和天津制造基地在涂裝線建設之初,把環保節能作為指導思想并付諸實施,底漆采用電泳涂裝,面漆采用水性漆靜電噴涂的施工方法,而廣州工廠涂裝線建成于2003年,噴涂工藝為:
底漆正面噴漆_過渡底漆反面噴漆、底漆反面跟蹤補漆一流平一面漆正面噴涂一流平一罩光噴涂一流平一固化干燥使用的涂料是溶劑型的,溶劑型涂料是以有機溶劑為載體,其本身含有較多的有機溶劑,涂裝時涂料調配和噴涂清洗還要用有機溶劑,因此在噴涂施工和涂膜干燥過程中會有大量的VOC排放。為減少噴漆對環境造成的污染,實現環保涂裝,改造初期提出了不同的改造方案,方案一參照日立公司天津、上海工廠的工藝,此方案因改造周期長、投資大,原有涂裝線設備基本不能利用,影響生產予以否定。如何在原有涂裝線的基礎上進行有效改造,根據公司噴漆線改造的目的和指導思想:以環保為中心,減少噴漆廢棄物的排放,特別是減少VOC的排放。從工藝、設備和原材料等方面經多次分析論證,首先從源頭上減少污染物的產生和排放,前處理采用環保原料,把使用溶劑型涂料噴涂改為水性涂料噴涂,對現有噴涂線設備進行了有效改造以滿足水性噴涂條件,并且改進和增加了相應的環保設施,以最少的投入、最短的改造時問順利完成了改造,詳細說明見圖1。
2采用環保型原材料
2.1前處理工序
前處理是涂裝作業必須經過的處理工序,處理方法和所使用的化學藥劑的種類較多,其主要作用是增加涂層的附著力及防護性。脫脂劑的主要作用是除去部件表面的油污,一般常用的是堿性脫脂劑,脫脂機理是脫脂劑與部件表面的油污發生皂化、乳化反應及利用表面活性劑親水親油的原理除掉表面的油污,常用的有磷酸鹽、硅酸鹽、堿以及表面活性劑等構成的混合物;表面調整劑的作用是形成磷化處理晶核,使磷化膜更致密,一直以來采用膠體鈦鹽;磷化劑主要是磷酸鹽處理技術,為增加其防銹性,采用含有zn—Ni~Mn金屬陽離子型的磷化處理液。因生產的電梯產品的梯種、型號較多,需要涂裝的部件外形尺寸較大,在前處理工序會產生廢水、廢渣等廢棄物,其中廢水中含有的磷容易造成水體富營養化,鋅、鎳等重金屬元素用一般的廢水處理工藝較難除掉,廢渣中含有磷酸鐵、磷酸鋅等磷酸鹽,這些廢水、廢渣處理費用高,若處理效果不好容易造成二次污染。為容易做到對排放的廢水、廢渣達標處理,減少廢水、廢渣的排放量和減少廢水中重金屬離子和鹽類含量采取了以下措施:前處理從設備上采用連續輸送自動噴淋方式提高生產效率,縮短處理工藝時間;部件采用豎直懸掛方式增加單位時間的處理量;噴淋水洗采用逆流方式,在保證沖洗質量的前提下減少水的用量;脫脂劑采用低溫無磷脫脂劑以減少燃氣用量和磷的含量;表面調整劑采用長效調整劑以減少更換次數;磷化采用無磷磷化,不同于以往常用的鋅系磷化處理,可在各類金屬上形成納米級的金屬氧化皮膜,該膜呈金黃一藍紫色,皮膜顏色因膜厚、材質及處理條件的不同而變化,不含磷、鎳、錳重金屬元素,常溫處理,減輕污水處理負荷,是一種新型環保材料,該氧化皮膜的防銹性能和漆膜附著力可與傳統的鋅系磷化膜相媲美。涂裝線前處理工序產生的廢棄物主要是水洗1和水洗3這2個工位產生的溢流水和少量的磷化渣固廢物,溢流水排放到廢水處理站進行處理,磷化渣采用日本三進的壓榨機經壓榨處理后由危廢公司回收,前處理節能減排措施見圖2。
2.2噴涂工序采用水性涂料
水性涂料是以水為載體的,主要是由水性樹脂、顏填料、溶劑及助劑組成,經過調色、攪拌、研磨等工序形成的混合物,在歐洲等發達國家因環保法規的要求而應用較多,在我國水性涂料的應用才剛剛起步,主要是少數汽車廠的底涂和中涂采用水性涂料(罩光仍是油性涂料)。
日立電梯(中國)有限公司噴涂使用的底漆、面漆和罩光漆全部是國產的水性涂料,主要由性能優異的水性丙烯酸樹脂、氨基樹脂、顏料、助溶劑、去離子水和助劑組成,原漆經檢測VOC含量小于50g/kg,涂料調配和換色清洗全部使用純水。噴涂設備采用高壓靜電涂裝,施工條件范圍廣范,環境溫度不低于一5℃、相對濕度不大于95%的環境條件都可噴涂施工,國內大部分地區環境條件都能滿足其使用要求。使用水性涂料后固化溫度降低,改造前使用溶劑型涂料固化溫度為(165~5)℃,使用水性涂料固化溫度為(145~5)oC。根據統計數據,固化溫度越高,消耗的燃氣量越大,固化溫度從160clC降至140℃,每小時可節約燃氣20m。需特別說明的是水性罩光涂料目前在電梯行業還沒有靜電噴涂實際應用的先例,因為罩光漆的作用是提高涂膜表面的光澤,增加其裝飾性和抗劃傷性,在水性罩光漆應用初期,存在的問題是因水性罩光漆樹脂本身固含量較低,噴涂后濕膜的潤濕性和流動眭較差,涂膜飽滿度偏低,可施工性變得較差,特別是噴涂后濕膜厚度較難判定,涂膜干燥后邊角部容易產生起泡和針孔現象,給水性罩光漆的推廣應用帶來了難度。為了解決水性罩光漆的上述問題,從噴涂工藝上通過調整靜電旋杯噴槍的旋轉速度、噴涂壓力、水性涂料黏度和涂料吐出量,從涂料配方上通過改進流平劑、助溶劑、消泡劑及樹脂成分等方面,經過反復調整試驗,最終達到了使用要求,為水性罩光漆的成功應用奠定了基礎。
3采用三噴一烤的濕碰濕工藝
具體工藝是底漆靜電噴涂經過自然條件流平后直接噴涂面漆,面漆經過流平后再噴涂罩光漆。濕碰濕噴涂工藝最大的優點是節省能源,比正常的一噴一烤工藝節約能源約50%以上。水性涂料采用濕碰濕工藝相對于油性涂料濕碰濕噴涂工藝難度增大,因為底漆的主要作用是防護性,面漆的主要作用是裝飾性,采用濕碰濕工藝底漆的表干速率和噴涂工藝參數必須控制在一定范圍內,否則會造成底漆反滲到面漆、漆膜流掛及漆膜厚度不夠等缺陷;因改造前溶劑型涂料可根據環境條件的變化調整稀釋劑成分來調整揮發速率從而控制漆膜的表干速率,而水性涂料的稀釋劑是水,不能像油性涂料那樣通過調整稀釋劑的成分來調整其表干速率。為滿足水性涂料濕碰濕噴涂工藝的要求,通過調整水性涂料的成分和噴涂工藝參數滿足了此噴涂工藝要求。
4噴涂設備改造
4.1改造中央供漆系統
改造前噴涂線采用中央供漆系統,其中底漆噴漆房共用一套供漆裝置,面漆噴漆房共用一套供漆裝置,采用中央供漆系統的好處是調配涂料方便,涂料施工黏度穩定,節省人力,但存在換色和清洗困難,從中央供漆室到噴漆房的管道較長,增加維護成本等缺點。采用水性涂料靜電噴涂,必須對現有的供漆系統進行改造,以滿足水性涂料靜電噴涂的需要。
(1)溶劑型涂料供漆系統
改造前采用的是中央供漆系統,底漆、面漆和罩光漆的供漆桶全部放置在一個供漆間內,且供漆間與噴漆室的距離較遠。
中央供漆系統從供漆桶到噴漆室的管道采用不銹鋼管道,因距離較遠采用高壓力柱塞泵供漆,且有回流管道,因改造前采用的是溶劑型涂料,涂料本身的電阻較大,為40~100MD,,所以涂料本身不會導電,采用水性涂料,因其本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對原有的供漆系統進行改造。
(2冰性涂料供漆系統
水性涂料本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對供漆系統進行有效絕緣。為滿足絕緣要求,每個噴漆室增加單獨的供漆間,縮短供漆管道至噴槍的距離,原則上水性涂料供漆管道越短越好,但考慮到操作的方便性,在場地和設備布局許可的情況下,盡量縮短為好。
4.2底漆增加跟蹤噴涂機
為保證產品質量,提高部件反面彎折位的上漆率和涂料的利用率,減少廢渣和廢氣排放量,增加了自動跟蹤機補噴部件反面彎折位代替人工補噴,節省了人力,保護了人身健康。
自動補漆跟蹤機,可以對噴涂部件的位置進行檢測并實施自動跟蹤噴涂,專門噴涂邊角位,彌補靜電噴涂邊角位上漆率不高的現象,工作原理是空氣噴槍檢測到部件到達后,升降機與輸送鏈同步運行,同時噴槍開始往復噴涂。
水性靜電自動噴涂機設內置式高壓發生器,霧化氣壓不大于0.1MPa,上漆率大于75%,可對噴涂部件的寬度和長度實施檢測并自動噴涂,從而節約了涂料。
4.3采用水幕水渦式噴漆房
水幕水渦式噴漆房見圖3。
水幕水渦式噴漆房由噴漆室體、送排風系統、水幕水循環系統、渦旋除渣系統及噴涂機構成。噴漆室體外形尺寸為:5500mmx4800mmx5100mm,正面安裝有大面積玻璃觀察窗,其它三面墻由不銹鋼做骨架,鑲嵌不銹鋼板。
送風系統是把經過初級和一級過濾后的空氣送到噴漆室頂部的均壓室,再經過均壓室二級過濾后均勻地送到噴漆室,排風系統的作用是排除噴漆產生的過噴漆霧,具體為噴涂機產生的過噴漆霧,經過排風機的強勁抽力與水幕渦旋板的渦旋水充分混合后,漆渣和溶于水的VOC溶人到噴漆室的循環水中,不溶于水的VOC被排出,進入到活性炭處理裝置,送風量的大小根據以下公式確定:p=3600FV(F為操作區地坪面積,m;V為風速,m/s),一般要求噴漆室內保持微正壓,以保證干凈的噴漆室環境。
論文關鍵詞:涂裝線改造;電梯涂裝;環保節能;廢水廢氣零排放
1引言
涂裝應用非常普遍,可以說涂裝產品無處不在。在人們享受涂裝帶來的美感的同時,涂裝產生的廢氣、廢水和廢渣也給我們賴以生存的地球環境帶來污染。而電梯產品需要涂裝的部件較多,且涂裝部件的面積較大,因此使用的涂料較多,相應地涂裝產生的副產物廢氣、廢水和廢渣也較多。減少廢棄排放物,保護環境,實現環保涂裝,世界各國都在努力探尋著,日立電梯(中國)有限公司本著對社會高度負責任的態度花巨資投入環保工作,取得了明顯成效。
日立電梯在中國廣州、上海和天津都有制造基地,其中上海和天津制造基地在涂裝線建設之初,把環保節能作為指導思想并付諸實施,底漆采用電泳涂裝,面漆采用水性漆靜電噴涂的施工方法,而廣州工廠涂裝線建成于2003年,噴涂工藝為:
底漆正面噴漆_過渡底漆反面噴漆、底漆反面跟蹤補漆一流平一面漆正面噴涂一流平一罩光噴涂一流平一固化干燥使用的涂料是溶劑型的,溶劑型涂料是以有機溶劑為載體,其本身含有較多的有機溶劑,涂裝時涂料調配和噴涂清洗還要用有機溶劑,因此在噴涂施工和涂膜干燥過程中會有大量的VOC排放。為減少噴漆對環境造成的污染,實現環保涂裝,改造初期提出了不同的改造方案,方案一參照日立公司天津、上海工廠的工藝,此方案因改造周期長、投資大,原有涂裝線設備基本不能利用,影響生產予以否定。如何在原有涂裝線的基礎上進行有效改造,根據公司噴漆線改造的目的和指導思想:以環保為中心,減少噴漆廢棄物的排放,特別是減少VOC的排放。從工藝、設備和原材料等方面經多次分析論證,首先從源頭上減少污染物的產生和排放,前處理采用環保原料,把使用溶劑型涂料噴涂改為水性涂料噴涂,對現有噴涂線設備進行了有效改造以滿足水性噴涂條件,并且改進和增加了相應的環保設施,以最少的投入、最短的改造時問順利完成了改造,詳細說明見圖1。
2采用環保型原材料
2.1前處理工序
前處理是涂裝作業必須經過的處理工序,處理方法和所使用的化學藥劑的種類較多,其主要作用是增加涂層的附著力及防護性。脫脂劑的主要作用是除去部件表面的油污,一般常用的是堿性脫脂劑,脫脂機理是脫脂劑與部件表面的油污發生皂化、乳化反應及利用表面活性劑親水親油的原理除掉表面的油污,常用的有磷酸鹽、硅酸鹽、堿以及表面活性劑等構成的混合物;表面調整劑的作用是形成磷化處理晶核,使磷化膜更致密,一直以來采用膠體鈦鹽;磷化劑主要是磷酸鹽處理技術,為增加其防銹性,采用含有zn—Ni~Mn金屬陽離子型的磷化處理液。因生產的電梯產品的梯種、型號較多,需要涂裝的部件外形尺寸較大,在前處理工序會產生廢水、廢渣等廢棄物,其中廢水中含有的磷容易造成水體富營養化,鋅、鎳等重金屬元素用一般的廢水處理工藝較難除掉,廢渣中含有磷酸鐵、磷酸鋅等磷酸鹽,這些廢水、廢渣處理費用高,若處理效果不好容易造成二次污染。為容易做到對排放的廢水、廢渣達標處理,減少廢水、廢渣的排放量和減少廢水中重金屬離子和鹽類含量采取了以下措施:前處理從設備上采用連續輸送自動噴淋方式提高生產效率,縮短處理工藝時間;部件采用豎直懸掛方式增加單位時間的處理量;噴淋水洗采用逆流方式,在保證沖洗質量的前提下減少水的用量;脫脂劑采用低溫無磷脫脂劑以減少燃氣用量和磷的含量;表面調整劑采用長效調整劑以減少更換次數;磷化采用無磷磷化,不同于以往常用的鋅系磷化處理,可在各類金屬上形成納米級的金屬氧化皮膜,該膜呈金黃一藍紫色,皮膜顏色因膜厚、材質及處理條件的不同而變化,不含磷、鎳、錳重金屬元素,常溫處理,減輕污水處理負荷,是一種新型環保材料,該氧化皮膜的防銹性能和漆膜附著力可與傳統的鋅系磷化膜相媲美。涂裝線前處理工序產生的廢棄物主要是水洗1和水洗3這2個工位產生的溢流水和少量的磷化渣固廢物,溢流水排放到廢水處理站進行處理,磷化渣采用日本三進的壓榨機經壓榨處理后由危廢公司回收,前處理節能減排措施見圖2。
2.2噴涂工序采用水性涂料
水性涂料是以水為載體的,主要是由水性樹脂、顏填料、溶劑及助劑組成,經過調色、攪拌、研磨等工序形成的混合物,在歐洲等發達國家因環保法規的要求而應用較多,在我國水性涂料的應用才剛剛起步,主要是少數汽車廠的底涂和中涂采用水性涂料(罩光仍是油性涂料)。
日立電梯(中國)有限公司噴涂使用的底漆、面漆和罩光漆全部是國產的水性涂料,主要由性能優異的水性丙烯酸樹脂、氨基樹脂、顏料、助溶劑、去離子水和助劑組成,原漆經檢測VOC含量小于50g/kg,涂料調配和換色清洗全部使用純水。噴涂設備采用高壓靜電涂裝,施工條件范圍廣范,環境溫度不低于一5℃、相對濕度不大于95%的環境條件都可噴涂施工,國內大部分地區環境條件都能滿足其使用要求。使用水性涂料后固化溫度降低,改造前使用溶劑型涂料固化溫度為(165~5)℃,使用水性涂料固化溫度為(145~5)oC。根據統計數據,固化溫度越高,消耗的燃氣量越大,固化溫度從160clC降至140℃,每小時可節約燃氣20m。需特別說明的是水性罩光涂料目前在電梯行業還沒有靜電噴涂實際應用的先例,因為罩光漆的作用是提高涂膜表面的光澤,增加其裝飾性和抗劃傷性,在水性罩光漆應用初期,存在的問題是因水性罩光漆樹脂本身固含量較低,噴涂后濕膜的潤濕性和流動眭較差,涂膜飽滿度偏低,可施工性變得較差,特別是噴涂后濕膜厚度較難判定,涂膜干燥后邊角部容易產生起泡和針孔現象,給水性罩光漆的推廣應用帶來了難度。為了解決水性罩光漆的上述問題,從噴涂工藝上通過調整靜電旋杯噴槍的旋轉速度、噴涂壓力、水性涂料黏度和涂料吐出量,從涂料配方上通過改進流平劑、助溶劑、消泡劑及樹脂成分等方面,經過反復調整試驗,最終達到了使用要求,為水性罩光漆的成功應用奠定了基礎。
3采用三噴一烤的濕碰濕工藝
具體工藝是底漆靜電噴涂經過自然條件流平后直接噴涂面漆,面漆經過流平后再噴涂罩光漆。濕碰濕噴涂工藝最大的優點是節省能源,比正常的一噴一烤工藝節約能源約50%以上。水性涂料采用濕碰濕工藝相對于油性涂料濕碰濕噴涂工藝難度增大,因為底漆的主要作用是防護性,面漆的主要作用是裝飾性,采用濕碰濕工藝底漆的表干速率和噴涂工藝參數必須控制在一定范圍內,否則會造成底漆反滲到面漆、漆膜流掛及漆膜厚度不夠等缺陷;因改造前溶劑型涂料可根據環境條件的變化調整稀釋劑成分來調整揮發速率從而控制漆膜的表干速率,而水性涂料的稀釋劑是水,不能像油性涂料那樣通過調整稀釋劑的成分來調整其表干速率。為滿足水性涂料濕碰濕噴涂工藝的要求,通過調整水性涂料的成分和噴涂工藝參數滿足了此噴涂工藝要求。
4噴涂設備改造
4.1改造中央供漆系統
改造前噴涂線采用中央供漆系統,其中底漆噴漆房共用一套供漆裝置,面漆噴漆房共用一套供漆裝置,采用中央供漆系統的好處是調配涂料方便,涂料施工黏度穩定,節省人力,但存在換色和清洗困難,從中央供漆室到噴漆房的管道較長,增加維護成本等缺點。采用水性涂料靜電噴涂,必須對現有的供漆系統進行改造,以滿足水性涂料靜電噴涂的需要。
(1)溶劑型涂料供漆系統
改造前采用的是中央供漆系統,底漆、面漆和罩光漆的供漆桶全部放置在一個供漆間內,且供漆間與噴漆室的距離較遠。
中央供漆系統從供漆桶到噴漆室的管道采用不銹鋼管道,因距離較遠采用高壓力柱塞泵供漆,且有回流管道,因改造前采用的是溶劑型涂料,涂料本身的電阻較大,為40~100MD,,所以涂料本身不會導電,采用水性涂料,因其本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對原有的供漆系統進行改造。
(2冰性涂料供漆系統
水性涂料本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對供漆系統進行有效絕緣。為滿足絕緣要求,每個噴漆室增加單獨的供漆間,縮短供漆管道至噴槍的距離,原則上水性涂料供漆管道越短越好,但考慮到操作的方便性,在場地和設備布局許可的情況下,盡量縮短為好。
4.2底漆增加跟蹤噴涂機
為保證產品質量,提高部件反面彎折位的上漆率和涂料的利用率,減少廢渣和廢氣排放量,增加了自動跟蹤機補噴部件反面彎折位代替人工補噴,節省了人力,保護了人身健康。
自動補漆跟蹤機,可以對噴涂部件的位置進行檢測并實施自動跟蹤噴涂,專門噴涂邊角位,彌補靜電噴涂邊角位上漆率不高的現象,工作原理是空氣噴槍檢測到部件到達后,升降機與輸送鏈同步運行,同時噴槍開始往復噴涂。
水性靜電自動噴涂機設內置式高壓發生器,霧化氣壓不大于0.1MPa,上漆率大于75%,可對噴涂部件的寬度和長度實施檢測并自動噴涂,從而節約了涂料。
4.3采用水幕水渦式噴漆房
水幕水渦式噴漆房見圖3。
水幕水渦式噴漆房由噴漆室體、送排風系統、水幕水循環系統、渦旋除渣系統及噴涂機構成。噴漆室體外形尺寸為:5500mmx4800mmx5100mm,正面安裝有大面積玻璃觀察窗,其它三面墻由不銹鋼做骨架,鑲嵌不銹鋼板。
送風系統是把經過初級和一級過濾后的空氣送到噴漆室頂部的均壓室,再經過均壓室二級過濾后均勻地送到噴漆室,排風系統的作用是排除噴漆產生的過噴漆霧,具體為噴涂機產生的過噴漆霧,經過排風機的強勁抽力與水幕渦旋板的渦旋水充分混合后,漆渣和溶于水的VOC溶人到噴漆室的循環水中,不溶于水的VOC被排出,進入到活性炭處理裝置,送風量的大小根據以下公式確定:p=3600FV(F為操作區地坪面積,m;V為風速,m/s),一般要求噴漆室內保持微正壓,以保證干凈的噴漆室環境。
噴漆室除渣系統由水簾板、氣水分離室及渦旋板組成,應注意水簾板與渦板旋之間的間隙及水簾板最低位與循環水池水面的間隙,否則除去漆霧的效果會變差。經過渦旋處理后的廢氣進人汽水分離室,水汽和未被除凈的漆霧再次被分離,排放的是含有VOC的廢氣。汽水分離室擋水板的寬度和角度與帶漆霧水粒的撞擊效果、排氣擴散速度及流向有關,直接影響漆霧捕集率和汽水分離率,亦須注意。噴漆房漆霧分離是否徹底直接影響后續廢氣處理效果。
5環保設備
環保噴涂從原材料和工藝上減少了廢棄物的排放,且排放值遠低于國家相關標準,但日立電梯(中國)有限公司本著對社會高度負責的態度,在采用環保噴涂的同時,把涂裝生產過程中產生的廢水、廢氣和廢渣分別進行了有效處理。
對水性漆噴涂后排放的少量VOC進行活性炭吸附處理,噴漆產生的廢水及生活廢水經過廢水處理后回用(見圖4)。下面就噴漆產生的廢水、廢氣和廢渣進行詳細介紹,以供參考。
5.1廢氣處理設備
5.1.1廢氣處理控制方式
(1)全線采用PLC控制,能對廢氣處理的情況進行監控(顯示工藝流程,故障報警)。設置自動及手動2種控制模式,在自動控制模式下,按下自動啟動按鈕,系統將按順序自動投入運行,在手動控制模式下,各設備可獨立進行啟動。若有故障發生,可進行聲光報警。在廢氣出口安裝濃度檢測裝置,當排出的廢氣超過其規定數值時,可進行自動脫附和報警。
(2)吸附功能?;钚蕴课窖b置設計為雙罐雙層吸附,當一個罐吸附飽和時,可進行脫附,同時啟動另一個吸附罐進行吸附,這樣可以做到反復循環利用,有效地吸附有機廢氣。吸附罐的大小和活性炭的用量是根據其排風量的多少進行設計的,其處理風速最好不大于lm/s。為了防止活性炭中毒,應配備隔水隔塵過濾裝置。
(3)解吸。當活性炭吸附有機物達到飽和狀態后,即停止吸入有機廢氣,通過活性炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將有機物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭恢復其活性,即再生。脫附后的有機廢氣經過冷凝器后變成液體進行回收,可做到活性炭反復利用又達到吸附效果。
5.1.2廢氣處理工藝流程
廢氣處理工藝流程見圖5。
5.2廢水處理工藝
(1)廢水100%循環利用要點說明
工廠廢水的主要來源是生產的廢水和生活廢水,其中生產廢水主要是涂裝生產中脫脂、磷化、噴漆和后沖洗產生的廢水,生活污水主要來源于食堂、廁所及衛生清洗。工廠總體設計是廠區不設污水排放口。在生產及生活過程中產生的污水經過廢水處理設備處理后但標準低于自來水的稱為中水,中水一部分用于工廠的綠化、沖廁、道路清洗及養魚,還有一部分中水經過深度處理后回用到涂裝生產線,從而做到100%循環利用而不對外排放。
(2)廢水處理工藝流程
廢水處理工藝流程見圖6。
6結語
(1)本項目實施難點及收獲。水性底漆、面漆和罩光漆濕碰濕靜電噴涂工藝及邊角位自動跟蹤補漆機的成功應用,在采用環保水性涂料的同時,對噴涂產生的副產物廢水、廢氣進行處理,實現了涂裝廢水、廢氣的零排放,為環保噴涂樹立了典范。
論文關鍵詞:涂裝線改造;電梯涂裝;環保節能;廢水廢氣零排放
1引言
涂裝應用非常普遍,可以說涂裝產品無處不在。在人們享受涂裝帶來的美感的同時,涂裝產生的廢氣、廢水和廢渣也給我們賴以生存的地球環境帶來污染。而電梯產品需要涂裝的部件較多,且涂裝部件的面積較大,因此使用的涂料較多,相應地涂裝產生的副產物廢氣、廢水和廢渣也較多。減少廢棄排放物,保護環境,實現環保涂裝,世界各國都在努力探尋著,日立電梯(中國)有限公司本著對社會高度負責任的態度花巨資投入環保工作,取得了明顯成效。
日立電梯在中國廣州、上海和天津都有制造基地,其中上海和天津制造基地在涂裝線建設之初,把環保節能作為指導思想并付諸實施,底漆采用電泳涂裝,面漆采用水性漆靜電噴涂的施工方法,而廣州工廠涂裝線建成于2003年,噴涂工藝為:
底漆正面噴漆_過渡底漆反面噴漆、底漆反面跟蹤補漆一流平一面漆正面噴涂一流平一罩光噴涂一流平一固化干燥使用的涂料是溶劑型的,溶劑型涂料是以有機溶劑為載體,其本身含有較多的有機溶劑,涂裝時涂料調配和噴涂清洗還要用有機溶劑,因此在噴涂施工和涂膜干燥過程中會有大量的VOC排放。為減少噴漆對環境造成的污染,實現環保涂裝,改造初期提出了不同的改造方案,方案一參照日立公司天津、上海工廠的工藝,此方案因改造周期長、投資大,原有涂裝線設備基本不能利用,影響生產予以否定。如何在原有涂裝線的基礎上進行有效改造,根據公司噴漆線改造的目的和指導思想:以環保為中心,減少噴漆廢棄物的排放,特別是減少VOC的排放。從工藝、設備和原材料等方面經多次分析論證,首先從源頭上減少污染物的產生和排放,前處理采用環保原料,把使用溶劑型涂料噴涂改為水性涂料噴涂,對現有噴涂線設備進行了有效改造以滿足水性噴涂條件,并且改進和增加了相應的環保設施,以最少的投入、最短的改造時問順利完成了改造,詳細說明見圖1。
2采用環保型原材料
2.1前處理工序
前處理是涂裝作業必須經過的處理工序,處理方法和所使用的化學藥劑的種類較多,其主要作用是增加涂層的附著力及防護性。脫脂劑的主要作用是除去部件表面的油污,一般常用的是堿性脫脂劑,脫脂機理是脫脂劑與部件表面的油污發生皂化、乳化反應及利用表面活性劑親水親油的原理除掉表面的油污,常用的有磷酸鹽、硅酸鹽、堿以及表面活性劑等構成的混合物;表面調整劑的作用是形成磷化處理晶核,使磷化膜更致密,一直以來采用膠體鈦鹽;磷化劑主要是磷酸鹽處理技術,為增加其防銹性,采用含有zn—Ni~Mn金屬陽離子型的磷化處理液。因生產的電梯產品的梯種、型號較多,需要涂裝的部件外形尺寸較大,在前處理工序會產生廢水、廢渣等廢棄物,其中廢水中含有的磷容易造成水體富營養化,鋅、鎳等重金屬元素用一般的廢水處理工藝較難除掉,廢渣中含有磷酸鐵、磷酸鋅等磷酸鹽,這些廢水、廢渣處理費用高,若處理效果不好容易造成二次污染。為容易做到對排放的廢水、廢渣達標處理,減少廢水、廢渣的排放量和減少廢水中重金屬離子和鹽類含量采取了以下措施:前處理從設備上采用連續輸送自動噴淋方式提高生產效率,縮短處理工藝時間;部件采用豎直懸掛方式增加單位時間的處理量;噴淋水洗采用逆流方式,在保證沖洗質量的前提下減少水的用量;脫脂劑采用低溫無磷脫脂劑以減少燃氣用量和磷的含量;表面調整劑采用長效調整劑以減少更換次數;磷化采用無磷磷化,不同于以往常用的鋅系磷化處理,可在各類金屬上形成納米級的金屬氧化皮膜,該膜呈金黃一藍紫色,皮膜顏色因膜厚、材質及處理條件的不同而變化,不含磷、鎳、錳重金屬元素,常溫處理,減輕污水處理負荷,是一種新型環保材料,該氧化皮膜的防銹性能和漆膜附著力可與傳統的鋅系磷化膜相媲美。涂裝線前處理工序產生的廢棄物主要是水洗1和水洗3這2個工位產生的溢流水和少量的磷化渣固廢物,溢流水排放到廢水處理站進行處理,磷化渣采用日本三進的壓榨機經壓榨處理后由危廢公司回收,前處理節能減排措施見圖2。
2.2噴涂工序采用水性涂料
水性涂料是以水為載體的,主要是由水性樹脂、顏填料、溶劑及助劑組成,經過調色、攪拌、研磨等工序形成的混合物,在歐洲等發達國家因環保法規的要求而應用較多,在我國水性涂料的應用才剛剛起步,主要是少數汽車廠的底涂和中涂采用水性涂料(罩光仍是油性涂料)。
日立電梯(中國)有限公司噴涂使用的底漆、面漆和罩光漆全部是國產的水性涂料,主要由性能優異的水性丙烯酸樹脂、氨基樹脂、顏料、助溶劑、去離子水和助劑組成,原漆經檢測VOC含量小于50g/kg,涂料調配和換色清洗全部使用純水。噴涂設備采用高壓靜電涂裝,施工條件范圍廣范,環境溫度不低于一5℃、相對濕度不大于95%的環境條件都可噴涂施工,國內大部分地區環境條件都能滿足其使用要求。使用水性涂料后固化溫度降低,改造前使用溶劑型涂料固化溫度為(165~5)℃,使用水性涂料固化溫度為(145~5)oC。根據統計數據,固化溫度越高,消耗的燃氣量越大,固化溫度從160clC降至140℃,每小時可節約燃氣20m。需特別說明的是水性罩光涂料目前在電梯行業還沒有靜電噴涂實際應用的先例,因為罩光漆的作用是提高涂膜表面的光澤,增加其裝飾性和抗劃傷性,在水性罩光漆應用初期,存在的問題是因水性罩光漆樹脂本身固含量較低,噴涂后濕膜的潤濕性和流動眭較差,涂膜飽滿度偏低,可施工性變得較差,特別是噴涂后濕膜厚度較難判定,涂膜干燥后邊角部容易產生起泡和針孔現象,給水性罩光漆的推廣應用帶來了難度。為了解決水性罩光漆的上述問題,從噴涂工藝上通過調整靜電旋杯噴槍的旋轉速度、噴涂壓力、水性涂料黏度和涂料吐出量,從涂料配方上通過改進流平劑、助溶劑、消泡劑及樹脂成分等方面,經過反復調整試驗,最終達到了使用要求,為水性罩光漆的成功應用奠定了基礎。
3采用三噴一烤的濕碰濕工藝
具體工藝是底漆靜電噴涂經過自然條件流平后直接噴涂面漆,面漆經過流平后再噴涂罩光漆。濕碰濕噴涂工藝最大的優點是節省能源,比正常的一噴一烤工藝節約能源約50%以上。水性涂料采用濕碰濕工藝相對于油性涂料濕碰濕噴涂工藝難度增大,因為底漆的主要作用是防護性,面漆的主要作用是裝飾性,采用濕碰濕工藝底漆的表干速率和噴涂工藝參數必須控制在一定范圍內,否則會造成底漆反滲到面漆、漆膜流掛及漆膜厚度不夠等缺陷;因改造前溶劑型涂料可根據環境條件的變化調整稀釋劑成分來調整揮發速率從而控制漆膜的表干速率,而水性涂料的稀釋劑是水,不能像油性涂料那樣通過調整稀釋劑的成分來調整其表干速率。為滿足水性涂料濕碰濕噴涂工藝的要求,通過調整水性涂料的成分和噴涂工藝參數滿足了此噴涂工藝要求。
4噴涂設備改造
4.1改造中央供漆系統
改造前噴涂線采用中央供漆系統,其中底漆噴漆房共用一套供漆裝置,面漆噴漆房共用一套供漆裝置,采用中央供漆系統的好處是調配涂料方便,涂料施工黏度穩定,節省人力,但存在換色和清洗困難,從中央供漆室到噴漆房的管道較長,增加維護成本等缺點。采用水性涂料靜電噴涂,必須對現有的供漆系統進行改造,以滿足水性涂料靜電噴涂的需要。
(1)溶劑型涂料供漆系統
改造前采用的是中央供漆系統,底漆、面漆和罩光漆的供漆桶全部放置在一個供漆間內,且供漆間與噴漆室的距離較遠。
中央供漆系統從供漆桶到噴漆室的管道采用不銹鋼管道,因距離較遠采用高壓力柱塞泵供漆,且有回流管道,因改造前采用的是溶劑型涂料,涂料本身的電阻較大,為40~100MD,,所以涂料本身不會導電,采用水性涂料,因其本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對原有的供漆系統進行改造。
(2冰性涂料供漆系統
水性涂料本身會導電,噴槍高壓電會沿著管路而放電,因此必須對供漆系統進行有效絕緣。為滿足絕緣要求,每個噴漆室增加單獨的供漆間,縮短供漆管道至噴槍的距離,原則上水性涂料供漆管道越短越好,但考慮到操作的方便性,在場地和設備布局許可的情況下,盡量縮短為好。
4.2底漆增加跟蹤噴涂機
為保證產品質量,提高部件反面彎折位的上漆率和涂料的利用率,減少廢渣和廢氣排放量,增加了自動跟蹤機補噴部件反面彎折位代替人工補噴,節省了人力,保護了人身健康。
自動補漆跟蹤機,可以對噴涂部件的位置進行檢測并實施自動跟蹤噴涂,專門噴涂邊角位,彌補靜電噴涂邊角位上漆率不高的現象,工作原理是空氣噴槍檢測到部件到達后,升降機與輸送鏈同步運行,同時噴槍開始往復噴涂。
水性靜電自動噴涂機設內置式高壓發生器,霧化氣壓不大于0.1MPa,上漆率大于75%,可對噴涂部件的寬度和長度實施檢測并自動噴涂,從而節約了涂料。
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4.3采用水幕水渦式噴漆房
水幕水渦式噴漆房見圖3。
水幕水渦式噴漆房由噴漆室體、送排風系統、水幕水循環系統、渦旋除渣系統及噴涂機構成。噴漆室體外形尺寸為:5500mmx4800mmx5100mm,正面安裝有大面積玻璃觀察窗,其它三面墻由不銹鋼做骨架,鑲嵌不銹鋼板。
送風系統是把經過初級和一級過濾后的空氣送到噴漆室頂部的均壓室,再經過均壓室二級過濾后均勻地送到噴漆室,排風系統的作用是排除噴漆產生的過噴漆霧,具體為噴涂機產生的過噴漆霧,經過排風機的強勁抽力與水幕渦旋板的渦旋水充分混合后,漆渣和溶于水的VOC溶人到噴漆室的循環水中,不溶于水的VOC被排出,進入到活性炭處理裝置,送風量的大小根據以下公式確定:p=3600FV(F為操作區地坪面積,m;V為風速,m/s),一般要求噴漆室內保持微正壓,以保證干凈的噴漆室環境。
噴漆室除渣系統由水簾板、氣水分離室及渦旋板組成,應注意水簾板與渦板旋之間的間隙及水簾板最低位與循環水池水面的間隙,否則除去漆霧的效果會變差。經過渦旋處理后的廢氣進人汽水分離室,水汽和未被除凈的漆霧再次被分離,排放的是含有VOC的廢氣。汽水分離室擋水板的寬度和角度與帶漆霧水粒的撞擊效果、排氣擴散速度及流向有關,直接影響漆霧捕集率和汽水分離率,亦須注意。噴漆房漆霧分離是否徹底直接影響后續廢氣處理效果。
5環保設備
環保噴涂從原材料和工藝上減少了廢棄物的排放,且排放值遠低于國家相關標準,但日立電梯(中國)有限公司本著對社會高度負責的態度,在采用環保噴涂的同時,把涂裝生產過程中產生的廢水、廢氣和廢渣分別進行了有效處理。
對水性漆噴涂后排放的少量VOC進行活性炭吸附處理,噴漆產生的廢水及生活廢水經過廢水處理后回用(見圖4)。下面就噴漆產生的廢水、廢氣和廢渣進行詳細介紹,以供參考。
5.1廢氣處理設備
5.1.1廢氣處理控制方式
(1)全線采用PLC控制,能對廢氣處理的情況進行監控(顯示工藝流程,故障報警)。設置自動及手動2種控制模式,在自動控制模式下,按下自動啟動按鈕,系統將按順序自動投入運行,在手動控制模式下,各設備可獨立進行啟動。若有故障發生,可進行聲光報警。在廢氣出口安裝濃度檢測裝置,當排出的廢氣超過其規定數值時,可進行自動脫附和報警。
(2)吸附功能?;钚蕴课窖b置設計為雙罐雙層吸附,當一個罐吸附飽和時,可進行脫附,同時啟動另一個吸附罐進行吸附,這樣可以做到反復循環利用,有效地吸附有機廢氣。吸附罐的大小和活性炭的用量是根據其排風量的多少進行設計的,其處理風速最好不大于lm/s。為了防止活性炭中毒,應配備隔水隔塵過濾裝置。
(3)解吸。當活性炭吸附有機物達到飽和狀態后,即停止吸入有機廢氣,通過活性炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將有機物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭恢復其活性,即再生。脫附后的有機廢氣經過冷凝器后變成液體進行回收,可做到活性炭反復利用又達到吸附效果。
5.1.2廢氣處理工藝流程
廢氣處理工藝流程見圖5。
5.2廢水處理工藝
(1)廢水100%循環利用要點說明
工廠廢水的主要來源是生產的廢水和生活廢水,其中生產廢水主要是涂裝生產中脫脂、磷化、噴漆和后沖洗產生的廢水,生活污水主要來源于食堂、廁所及衛生清洗。工廠總體設計是廠區不設污水排放口。在生產及生活過程中產生的污水經過廢水處理設備處理后但標準低于自來水的稱為中水,中水一部分用于工廠的綠化、沖廁、道路清洗及養魚,還有一部分中水經過深度處理后回用到涂裝生產線,從而做到100%循環利用而不對外排放。
(2)廢水處理工藝流程
廢水處理工藝流程見圖6。
6結語
(1)本項目實施難點及收獲。水性底漆、面漆和罩光漆濕碰濕靜電噴涂工藝及邊角位自動跟蹤補漆機的成功應用,在采用環保水性涂料的同時,對噴涂產生的副產物廢水、廢氣進行處理,實現了涂裝廢水、廢氣的零排放,為環保噴涂樹立了典范。
關鍵詞:建筑;節能綠色環保技術;應用現狀
1前言
建筑事業的發展深受經濟以及社會文化發展的影響,在當前全球大力發展環保事業的大背景下,建筑事業也必將受到影響,向綠色環保建筑方向發展。建筑物在建筑過程中首先占據了大量的土地資源,其次在設計過程中大量的應用玻璃等材料嚴重影響環境,為此,大力推動建筑領域的綠色環?;M程,對全球環保事業的發展具有重要意義。下文中將對綠色環保技術概念以及綠色環保在工程中的應用價值進行闡述,同時總結當前建筑領域環保技術的應用狀況,并提出環保技術在建筑中應用的發展前景。
2節能綠色環保技術概述
節能綠色環保技術在大方向來講是基于節能、保護生態環境等原則所開發的多種技術。在全球環保的大背景下,節能綠色環保技術得到大力開發,并廣泛的應用在各個領域,而其中建筑領域便是其中之一。就建筑領域而言,綠色環保技術所指的是工程項目建設過程中,在確保工程質量的基礎,不斷提升工程管理水平,引進先進技術以及建筑工藝,實現節能、環保的目的。在近幾年環保政策的全面落實下,提出了綠色建筑要求,綠色建筑具體所指的是確保整個工程建筑能符合到節能、節水、節電等要求[1]。
3節能綠色環保技術在工程中應用的必然趨勢
建筑領域的環保主要展現在對建筑材料的合理應用以全新建筑能源的開發利用方面,由此提升建筑材料的可利用率,減少建筑材料的資源浪費。建筑工程施工期間,工程周圍垃圾任意堆放成為普遍現象,嚴重影響周邊環境,針對此,在工程施工過程中引進綠色環保技術能夠有效提升工程施工效率,縮短工期,減少工程垃圾的產生量,同時減少施工對周邊環境的影響周期。另外,傳統工程建設中會應用到大量的玻璃或其他影響自然環境的材料,而引入綠色環保材料或建造技術則能夠減少這種不利于環保的建筑材料應用量。無論給予何種方向的考慮,綠色建筑都將是建筑領域發展的必然趨勢[2]。
4節能綠色環保技術在建筑中應用現狀
4.1外墻保溫工程中節能技術的應用
外墻保溫節能技術是在建筑物的外墻設置保溫層,由此達到節能功效。外墻保溫技術具有一定的連續性,由此能夠規避傳統墻體常見的斷橋現象,同時,外墻保溫技術所應用的聚苯板導熱系數相對較小,能夠減少工程室內熱度的損失。另外,外墻保溫技術的應用能夠減輕墻體的重量與厚度,由此增加了建筑的可應用面積。外墻保溫技術參與到建筑中,不僅不會影響到整個建筑的質量,反而由于其增加的蓄熱功能提升了建筑物的舒適度[3]。
4.2建筑工程中光電、光熱節能技術的應用
在建筑中應用的光電與光熱技術主要是光電節能技術與光熱節能技術,而應用能源主要來自于太陽能的轉化,將太陽能轉化為可利用能源,提供建筑所需的熱能與電能。光電與光熱節能技術的應有優勢在于太陽能屬于可再生資源,這種能源的可持續應有性較強,且不存在任何危害,適合長久應用,在提供便利能源的基礎上實現建筑物的節能功效。另外,太陽能不需要進行運輸或繁雜的轉化過程,可直接在建筑物設置轉化裝置,便能夠實現太陽能的應用,減少了過程費用。但是,值得注意的是太陽能隨著季節的變化以及地區因素不能夠長期維持在一個平衡的量上,屬于階段性應用能源,還具有一定的未來開發潛力。
4.3建筑工程中地源熱泵節能技術的應用
地源熱泵也就是常被稱之為地熱的一種制冷與供熱技術。地源熱泵技術的應用能夠為建筑物在冬季提供暖氣供應,在夏季提供制冷功能,實現對建筑物的智能調節,具有一定的現實意義,也是當前建筑物中比較常見的應用技術。地源熱泵技術在建筑中的應用優勢在于,所占面積小、布局緊湊等。同時地源熱泵節能技術的應用能夠防止建筑物地面沉降問題的出現,而此項技術當前發展已經成熟,施工也較為簡單,能夠提供長期穩定的熱能與制冷供應。
5節能綠色環保技術在建筑中應用發展前景
環保節能是當前社會發展所面臨的首要問題,減少資源浪費、提升各種資源的可利用率、加強環保能源與材料的開發等。在環保這一大背景下,建筑行業作為主要領導產業必然需要作出帶頭作用,為環保事業的發展作出一份貢獻。就綠色環保技術的應用來講,在建筑工程中具有較大的發展潛力,建筑綠色化這一概念的提出,必然會涉及到建筑模式以及材料應用的改革,而改革過程中勢必會涉及到環保能源以及環保材料的應用,基于此,環保技術在建筑領域中具有較大的應用價值以及發展前景。
6結論
綜合上文所述,在環保這一大背景下,綠色建筑成為未來發展的必然趨勢,環保建筑或綠色建筑的實現,將涉及到大范圍環保新能源的應用。當前建筑工程中常見的環保技術包括外墻保溫工程中節能技術、中光電、光熱節能技術、地源熱泵節能技術等,在多種綠色環保技術的應用下,推動了綠色建筑的發展進程,而遠觀未來這一概念也必將成為主流發展方向。
參考文獻:
[1]楊燕,陳麗芳.幾種主要建筑節能技術的發展現狀和應用前景[J].祖國,2016,02(16):134.
[2]劉鑫.建筑節能綠色環保技術的應用現狀與發展[J].建設科技,2016,06(11):104~105.