钢桶的涂料及涂装生产的环境保护

上海侨生机电成套设备有限公司 殷宜国

一、涂料组成和有机溶剂污染

1、涂料俗称油漆。由成膜物质（树脂、颜料、增塑剂）和溶剂组成。钢桶成型后，一般都需要进行涂装，才能有市场价值。为了保证涂装质量，除选用的成膜物质性能可以达到涂装桶的要求外，溶剂选择也是非常重要，因为它是溶解或分散成膜物质的重要组份，在涂料施工时调节涂料粘度，使涂料体系成为易于涂布的流体，在涂料工艺中随着溶剂的挥发，涂料被烘烤成一层均匀流平好的涂膜，使钢桶表面涂膜达到经久耐用、光亮丰满、色彩鲜艳等包装要求。
由此可见，溶剂在涂料组成中是属于非成膜物质，当涂料被烘烤成膜时，就要挥发到大气中去，造成环境污染。
现在讲钢桶涂装环保，就是讲能否使用无有机溶剂涂料，但令人遗憾的是，迄今为止，钢桶涂装还是在使用有机溶剂涂料，所以我们对有机溶剂气体污染有必要进行介绍。

2、有机溶剂污染：有机溶剂分类有石油溶剂、苯系溶剂，醇和醚，酮和酯等。钢桶涂料所使用的溶剂基本都是含苯类的混合溶剂，而苯类（苯、甲苯、二甲苯）对人体的危害性较显著。我们常见的排气口有烟有臭味就是苯类气体（环己酮也有臭味）。
在钢桶涂装工艺中，有机溶剂气体排放分成二部分：一是喷漆室的排放，但由于是常温下的溶剂气体排放，浓度又较低，再通过水淋、沉降、过滤等装置排放到大气中，所以污染程度较轻；二是涂布烘房的排放，由于涂料的烘烤成膜是高温烘烤（170-220℃）有机溶剂全部由烘房成为高温气体排出，所以废气的污染程度严重。

现举例说明：如1kg涂料可涂6个200升钢桶、所需约125g溶剂，按每小时生产360个桶计，则溶剂排放量是每小时45kg溶剂，每天按16小时生产计，有720kg废气排放。因此，必须要解决这一烘房的废气污染。

3、常用有机溶剂性能

种类	沸点℃	自燃点℃
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、废气净化环保设备介绍：

由于使用有机溶剂涂料，所以安装废气净化环保设备是唯一的解决方法，在废气净化的措施上有下述几种方法：

1、吸收净化法：是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中的溶解度不同或发生化学反应，达到将有害气体从废气中分离出来的一种方法。在印铁行业曾经使用过，由于净化效率低，并且会产生二次污染，所以目前已被弃用。

2、吸附净化法：是用多孔固体（吸附剂）将废气中有害组分积聚或浓缩在表面达到分离目的。但由于吸附剂（如活性炭）在使用过程中会逐渐失效，必须定期更换，而且同样会产生二次污染，因此作为权宜之计采纳较合适。

3、燃烧法：处理废气的燃烧法有火焰燃烧（直接燃烧）、热力燃烧、催化燃烧等类型。由于涂料烘房的排放废气浓度低，不具备自行作燃料进行燃烧净化的条件，因此，介绍后二者的燃烧法。

（1）热力燃烧（又称焚烧法）：、

是依靠辅助燃料（燃烧器）燃烧产生的热力来提高废气的温度，使废气中碳氢化合物的组分被氧化，分解转换为无害的

二氧化碳和水蒸汽（烟囱排放的气体无烟无味）达到理想的净化效果。要达到这一净化目的，必须在环保炉体内的热力燃烧达到“三T”条件：炉内反应温度（Temperature）是760℃左右，在此温度下的废气停留时间（Time）要充足，废气和氧气的混合（Turbulence）要充分，才能充分净化废气。

（2）催化燃烧法：

是利用催化剂在废气燃烧中，加快废气分解的反应速度，只需要350℃左右就可以净化废气，比焚烧法有明显的经济性。但其催化剂的组成（有三部分：活性组分、助催化剂、戴体）和催化床的排列是至关重要的。在炉体设计上较严谨。但不论何种类型的催化剂在废气净化过程中，其活性总是随着时间推移而逐渐下降，最终催化剂失效，要重新更换催化剂才能净化废气。因此，催化燃烧法存在使用寿命的问题。

（3）焚烧法和催化燃烧法的比较和共同点：

焚烧法：一烧百了，是净化废气最直接的方法。但是焚烧温度条件必须在760℃左右下才能净化废气，能耗高。热量必须回收利用才有实用价值。

催化燃烧法：是通过催化床，可使废气净化温度只需350℃左右，比焚烧法能耗低。但由于催化剂存在使用寿命问题，以及也有热量回收利用的实际问题，所以在环保炉的实际使用中，在不同行业所取得的经济效益也截然不同。

二者共同点：都是充分利用废气在氧化分解时所爆发出的热量来提供燃烧室或催化室的温度需要，因此，废气浓度大有利于节省能耗。

因此要充分利用这一特点才能研制出节能的环保炉,本文要介绍的KIC环保设备就属于这类型的废气净化环保设备..

三、选择节能型废气净化环保设备的焦点：

1、环保：外观----排放口的净化气体是无烟无味

标准----符合国家GB 16297—1996气体排放标准

2、节能（余热利用）

净化热量利用可使原涂料烘房的燃烧炉停止使用，多余热量再供印铁烘房或脱水烘房使用，和原二个烘房能耗相比。环保运行成本≤零。

3、质量：余热利用不影响产品质量，烘房测温点的温度波动为±2℃

4、寿命：催化燃烧法-----催化剂寿命≥2年

焚烧法-----炉体寿命≥8年

5、性价比：由于环保设备不是直接产生利润的生产设备，所以运行成本决定了环保设备的性价比，如达到环保设备能耗的运行成本＜零，则视涂料品种，数年内能收回环保设备的投资成本。

6、安全性：燃烧器、炉体、风机、风管切换装置等均通过PLC、GOT电气控制进行操作。

四、KIC节能型废气净化环保设备特点

将废气收集后抽入环保炉，再按照以下程序进行废气净化处理：间接预热→燃烧加热（一次净化）→催化反应（二次净化）→热量送入烘房供生产使用。

这二次净化废气的治理方法综合了焚烧法和催化法的原理，达到了环保和节能的双重效果。能耗比焚烧法低，催化剂使用寿命比催化法长。余热利用的最佳效果是可使原涂料烘房的燃烧器停止使用。多余热量供印铁烘房或脱水烘房生产使用，环保炉的热量回收可保证生产使用，并不影响产品质量。

KIC环保炉验收标准

1、废气的净化效果是在达到无烟，无味的情况下，排放气体要达到GB16297-1996国家规定的环保标准。

2、废气净化热量的回收可供生产使用[原涂料烘房燃烧器停止使用]，多余热量供印铁烘房或脱水烘房使用达到节能效果。

3、不影响原烘房的温度控制精确度。

4、不影响产品质量。

对于印铁，制桶行业,节能更具有现实意义，.KIC环保炉能做到了这一点:节能环保。

五、KIC节能型废气净化环保设备有关数据介绍

1、原烘房能耗钢桶行业：

单排桶外喷涂烘房能耗：45万大卡/H

脱水烘房能耗：25万大卡/H

总能耗：70万大卡/H

叁排桶外喷涂烘房能耗：70万大卡/H

脱水烘房能耗：30万大卡/H

总能耗：100万大卡/H

使用KIC环保炉能耗比上述钢桶或印铁行业二条烘房总能耗节省是10%-15%（视涂料品种）。

2、使用KIC废气净化环保设备节能效益计算：

废气量10000M3/H 废气排放温度：120℃

废气内含有溶剂量4.5G/M3 溶剂热值：8.5大卡/G

废气预热温度350℃ 空气比热容：0.3大卡/M3℃

（1）废气净化所需补充的热量（即燃烧器能耗）

Q补=10000*（350-120）*0.3=69*104 大卡/H

（2）废气被净化所释放出的热量：

Q废=10000*4.5*8.5=38.25*104 大卡/H

因此，KIC环保炉输出总热量是Q补+Q废=107.25万大卡

也就是说，KIC炉的燃烧器只需消耗69万大卡/H的天然气就能供给107.25万大卡的热量，安全能满足叁排桶烘房和脱水烘房的生产需要。在理论上可达到35％左右热量利用，这就是KIC炉环保节能的原理，但在实际生产中，由于受到以下因素影响会造成热量损失较大。

A 生产停顿片刻，无废气排出。

B 涂料品质变化或含固量变化，使废气浓度降低。

C 环境温度、湿度变化等。

D 烘房吸废率下降。

按近几年KIC环保炉的节能数据看，平均节能10％是很客观的。

3、国家环保标准：

大气污染物综合排放标准》GB16297-1996中（三苯）允许排放浓度是：

六、发展钢桶行业环保涂装的途径：

1、研制和推广无有机溶剂涂料（水性、粉末、UV）在涂装工艺中就杜绝有机溶剂废气的污染。

2、推广复膜铁材料在钢桶行业中应用。

3、继续研制提高节能效益的废气净化环保设备。

七、小结：今天讲课要点是：

1、只要使用有机溶剂涂料，就存在废气的环境污染。

2、废气净化环保设备就是将废气在设定的高温条件下，将废气充分氧化成CO2和H2O，解决了污染问题，达到国家GB16298-1996废气排放标准。

3、如不将净化气体的高温热量（400℃）回收利用到烘房供生产用，这环保设备也就失去了实用性，因为增加了制桶厂的生产成本。

4、节能型环保设备的节能效益必须是要做到环保设备的能耗，是低于原烘房总能耗才是节能

5、废气浓度越大，对于合格的环保设备而言，节能效益就越大（因为废气充分氧化所释放出的热量就越大），所以我们不必担心废气污染，而是在思想上是否重视这一事。