新型DPA漆雾过滤器在涂装行业的应用

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新型DPA漆雾过滤器在涂装行业的应用

摘要：本文对涂装行业漆雾产生和过滤的特点，新型DPA漆雾过滤器的优势以及在涂装干式喷房和湿式文丘里喷房漆雾过滤的成功应用进行了介绍。
关键词：干式喷房漆雾过滤 循环风漆雾过滤 漆雾过滤器

1前言
随着国家环保法规的升级完善，挥发性有机物VOCs的治理要求明确，实时监控从理论走向现实，部分涂装车间原本粗放的漆雾处理方式不能满足法规要求，多种VOCs废气处理设备在涂装行业的应用遇到了漆雾粘附污染的难题。近年来，中国一些地区也开始限用水洗式漆雾捕集装置，开始向不产生涂料渣的干式喷漆室转换。针对干湿两种涂装漆雾处理工艺遇到的难题，新式DPA漆雾过滤器在涂装行业的漆雾捕捉应用效果值得肯定。

2 涂装漆雾的特点和过滤效率评价的局限
涂装过程广泛应用于各行各业，油漆的种类和分类方式繁多，通常大家习惯把油漆按照溶剂类型分为油性和水性漆，按照组分类型分为单组份和双组份，不同的油漆喷涂过程中产生的漆雾和发生固化的时间不同，漆雾颗粒的大小又和采用的喷涂设备紧密相关。典型的油漆漆雾中不同粒径大小油漆颗粒所占体积百分数如图1所示，大部分的漆雾颗粒介于10-100um之间，也有相当比例的粒径处于3-10um之间。
漆雾分布曲线
图1 漆雾中不同粒径（um）大小油漆颗粒所占的体积百分数
目前工业过程中使用的空气质量规范中并没有针对漆雾捕捉能力的测试标准，国内涂装行业一般采用的是欧洲空调暖通行业空气过滤器标准EN779来选择不同精度的空气过滤器，EN779规定了从G1-F9共9种不同过滤等级空气过滤器的效率要求，但值得一提的是EN779采用的标准测试尘是模拟的普通空气尘埃，是没有粘性的二氧化硅、炭黑、棉纤维混合物，所得到的过滤精度和纳污能力均针对的普通空气尘埃，在捕捉含有粘性的树脂颜料混合物颗粒时表现出严重的局限性。

3传统漆雾捕捉材料
3.1 漆雾毡
漆雾毡是一种蓬松的玻璃纤维粗丝制成的过滤材料，单纯的物理拦截原理，因其非常蓬松不易被大的漆渣杂质堵塞的特点，在一定时期内广泛用于小型喷房的排风过程，用来去除较大的漆雾颗粒。漆雾毡常见过滤等级为G3（EN779标准）对10um以上的颗粒过滤效率远低于85%，在有高浓度漆雾处理需求的工艺过程中漆雾穿透总量易造成后道设备污染或过滤器堵塞，且玻璃纤维材料本身对人体呼吸道危害还易造成皮肤过敏，易脱落碎裂变小的物理特点，对生产车间和涂装环境都是直接污染源。
3.2 环保纸质过滤器
采用可回收环保纸制成，形式包含V型漆雾过滤纸、多层网格纸、迷宫纸箱等，主要采用离心除尘原理，漆雾容纳能力大，使用寿命长，但没有可衡量的过滤精度，对小漆雾拦截效果不佳，材料表面可以进行防水处理但用于水性漆时依然有一定局限性。
3.2 普通空气过滤器
合成材料制成板式或袋式的空气过滤器，过滤机理是物理拦截， F5中效过滤袋（EN779标准）即可去除98% 的10um以上的颗粒。但油漆的树脂具有粘性，会快速在滤材表面成膜，甚至将过滤袋迎风面粘连在一起，造成过滤器的压差快速上升，在线使用寿命很短，另外吸收水分湿润后过滤介质的实际过滤效率显著下降会造成漆雾逃逸。

4 新型DPA漆雾过滤器
DPA漆雾过滤器由一种合成材料制成，过滤器的迎风面采用3D蜂窝层状结构设计符合深层过滤原理，不但可以捕捉更多的漆雾，而且对10微米以上的小漆雾可以99.8%的捕捉。DPA漆雾过滤器大的特点是材料具有自支撑能力，即便是每平米吸附了大量的漆雾后，滤材的蜂窝结构依然清晰可见（见图2），这样就了材料的容尘能力。标准型DPA材料适用于双组份溶剂型油漆和水性油漆，20um以上油漆颗粒去除率达，10um以上油漆颗粒去除效率99.8%，5um以上油漆颗粒去除效率84.5%。大可以达到27kg/m2的漆雾捕捉能力。DPA漆雾过滤器本身不含有玻纤材料，具有的防水能力，制作过程和使用过程安全，使用后固体废弃物可焚化处理。
DPA漆雾过滤材料
5 DPA漆雾过滤器在干式喷房的应用
干式喷房不采用水雾水帘而是直接采用过滤材料捕捉漆雾，因体积小、造价低、不使用化学药剂捕集漆雾、不产生废水等特点而逐渐受到涂装行业的青睐，其具有更环保的标签已成为喷漆室主流发展方向。传统的干式喷房多为较小部件的喷漆作业，在环保法规条例还不够严格的情况下，采用过滤效率低的漆雾过滤可以勉强被接受，但随着对VOC排放的限制和排放费用的征收，喷涂漆雾处理成了当下热点关注的问题。
上海某工厂因VOCs排放标准升级，不得不弃用原漆雾毡的过滤方式以期望更好保护VOCs处理单元，该工厂生产流水线为手工单侧喷涂、水平侧抽风的方式，喷房示意如图3所示。
侧排风干式喷房


该干式喷房的设计参数见表1。
总风量m3/h
油漆类型
日均油漆用量kg
手工喷涂上漆率
日均过喷漆量 kg
18000
双组份溶剂型
原漆：固化剂：稀料=2:1:0.3
100
30%
70
表1干式喷房参数
原漆雾过滤系统由四级组成：金属挡板+F5过滤棉+棕榈纤维层+活性炭，具体材料排布如图4所示。
干式喷房漆雾过滤
该生产线在改造前，每天需更换第二级过滤材料F5过滤棉，喷房每生产6小时后风压由负压变为正压，因排风系统被漆雾严重堵塞，漆雾开始向喷房外部飘逸逃散，另外，后道活性炭也被漆雾污染，吸附效率下降快，导致VOCs排放不达标。
经现场工况分析后，对漆雾过滤单元进行了改进，去掉原金属挡板+F5过滤棉+棕榈纤维层，改为安装一道DPA漆雾过滤器直接捕捉漆雾，实际安装使用前后效果如图5所示：
安装使用效果
现场经简易改造后，安装12只尺寸为592×592×292mm盒式DPA漆雾过滤器，单个通风量为1500m3/h，实际使用寿命9-14天，通过持续跟进数据采集，平均单个盒式DPA过滤器捕捉的干漆重量为13kg，更换压差为300Pa，实际过滤后风道洁净，活性炭的吸附功能大大提升，DPA漆雾过滤器的应用提升了该干式喷房的使用稳定性，并确保了VOCs排放达标。

6．DPA在循环风系统上的应用
湿式喷房的使用历史悠久，多用于大型连续喷涂式喷房，采用水雾和过喷漆雾充分接触进而捕捉漆雾，常常需要借助漆雾絮凝剂的帮助，常见的有水帘式、涡旋式、文丘里式等。
某汽车保险杠工厂采用的是静电悬杯喷涂，上送风下抽风经过湿式文丘里捕捉过喷漆雾的设计，经过文丘里后的风需经由循环风空调处理后回用到机器人喷漆段，因此又可叫做文丘里循环风系统。该循环风系统有的高含水率、高漆雾含量的特点，原循环风空调采用了多级过滤，但返回喷房的后一道F7袋式空气过滤器寿命不足3周，F7过滤器价格高且过快堵塞不能满足保险杠工厂大批量连续生产的需求，经对其过滤系统的调研后优化方案如表2所示：
过滤方案
现场已经安装了自动压差记录，循环风空调内各级漆雾过滤材料的压降曲线记录如图6所示:
曲线1
在上述方案中，级DPA漆雾过滤器可建立起明显的压差且缓慢上升，而原系统的漆雾毡始终没有建立压差，从曲线上可以看出，DPA漆雾过滤器对文丘里后逃逸漆雾的捕捉效率显著漆雾毡；第二级原过滤系统的中效空气过滤袋被湿式文丘里带来的大量水雾浸润后，其过滤效率显著下降，导致漆雾未被过滤而逃逸到后道过滤器上，优化使用岱创带除水功能的袋式过滤器后，空气中所携带的水滴被捕捉汇集流出参见图7，实现了对第三级F7过滤器的有效保护。在使用岱创的前2道过滤器后，漆渣和其它类型的颗粒杂质基本被滤除，从对比曲线上看出，第三级过滤器的使用寿命由2.5周上升到10周，该优化方案不仅了连续生产的稳定性，还使整个循环风空调耗材使用成本下降10%。
除水过滤袋

7 结语
VOCs排放法规的严格执行旨在保护我们赖以生存的地球生态，岱创新型DPA漆雾过滤器已经在干式喷房，循环风及涂装废气过滤上有多个成功应用案例，现场的统计数据表明，DPA漆雾过滤器不仅过滤，同时展现出令人震撼的漆雾捕捉能力，其安装和废物处理对人员和工作环境友好，使用后的固体废弃物可实现焚化处理，可以真正称得上是一款性能的漆雾过滤器。
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