涂装车间系统化节能减排的探索与实践

  的快速发展，汽车工业对环境的影响越来越大。汽车工厂四大工艺当中，最大的能耗和环保压力来自于涂装。涂装车间是汽车企业最主要的用能单位，其能耗基本占到了整车生产能耗的70%，需要消耗大量的水、电、气等。涂装的环保压力主要在于原材料的环保材料迭代难度非常大，为了减少对环境影响，更多采用的是末端治理。

  涂装作为汽车生产的最大用水环节，目前业内单车用水量大约在0.8～1.1吨区间（乘用车）。业界通常从改良工艺、完善设备功能、采用新技术和新材料等方面来考虑节水，如：逆工序补水、降低槽液更新周期、减少工序间带液量、回用反渗透装置浓水、采用膜分离技术处理废水并实现循环再利用、采用粉末涂料和干式喷涂设备直接取消循环水系统等。

  格兰富近日发布《2022年可持续发展报告》，该报告显示格兰富提供的水系统解决方案在2022年帮助终端用户节水超过18亿立方米。格兰富水泵（上海）有限公司工业中国总经理黄崇洁先生认为：“我们相信每一滴水都能改变世界，我们就是要释放这种潜能。格兰富致力于以更高效的方式获取水、输送水、处理水，通过高能效与智慧型的水系统解决方案，赋能客户节水节能、减污降碳，实现绿色转型。”

  广汽集团作为汽车行业节水典范，制定的节水制度节省了大量不必要的水资源消耗，并积极推动循环再利用。旗下的广汽乘用车公司通过涂装工艺优化、车间冷凝水回收、污水处理站回用水冲洗斜板等一系列节水改善项目每年节水约1200吨。

  对于污水减排，广汽集团旗下各企业采取了不同的措施来控制和减少水污染物的产生与排放，满足法规和企业内部要求。广汽埃安制定了《水污染控制程序》，设定严格内控目标（法规标准的80%），确保100%合规排放。广汽本田在增城工厂涂装车间导入了先进的“膜处理技术”，全厂通过预处理、物化处理、生化处理、过滤和深度处理五个阶段，工厂生产、生活用水达到100%回收利用，工厂不设对外排污口，实现了“废水零排放”。

  涂装工艺高能耗主要在于车身烘干环节，为达到工艺需求，所有涂层必须达到烘烤窗口内的温度和时间。所以采用低温电泳漆、低温胶等更低固化窗口的材料将有助于烘烤温度和时间的优化，实现能源节约。

  近些年，业界积极探索使用可再生能源替代天然气电热车身烘房。杜尔公司开发的电热车身烘房及多个能效模块的完整方案，除了可减少约40%的CO2排放量之外，还包括先进的隔热概念、无撬输送技术以及EcoSmartVEC烘房控制系统等，以期实现整个系统的节能降耗。

  喷房是涂装车间的核心工艺，上汽乘用车宁德基地先进的干式喷房技术是采用干式纸盒式漆雾分离系统，解决了传统的湿式文丘里系统循环风需要除湿耗能的痛点，同时节省了水循环系统、废渣干燥等冗余的非工艺设备，大幅提高漆雾分离效率，实现综合节能67%左右。

  除此之外，很多工厂对系统和设备是否在高效区间运行的关注度不够，还有很大节能空间。对此，黄崇洁先生举例说：“水泵能耗占工业总能耗近20%，由于系统老旧、泵选型不合理等原因，大部分工厂的水泵并没有在最优能效区间工作，仅这一个方面，泵的节能空间就高达20%～50%。如充分挖掘泵的节能潜力，工厂整体的节能空间可达4%～10%。”

  江淮汽车集团安庆分公司二期项目涂装车间前处理的八道工序和电泳的三道工序都采用了高能效的格兰富水泵，不仅可以降低电耗和成本，还能够减少碳足迹。应用在该项目中的水泵均符合国家新近升级的IE4能效标准，预期整体节能率可以达到10%。

  据测算，在水泵的生命周期成本中，能耗开支占85%，剩下的10%通常来源于服务和维护费用，而初期购买水泵的价格一般不超过其寿命周期成本的5%。针对用户不同的工艺和成本控制需求，格兰富提供的价值优化服务，能够从水泵、介质、环境，以及控制和系统等各个方面，系统化地为用户量身定制全套解决方案。

  涂装工艺需要将VOC集中处理后排放，除了苯系物以外，VOC排放的酯类、烯烃、烷烃类化合物在常温下会蒸发到空气中，其毒性将会对人体健康造成严重损害，这些污染质在大气中还会与其他化学物质结合发生二次污染。

  梅赛德斯-奔驰卡车工厂涂装重金属废水采用“混凝沉淀+离子交换树脂”工艺，厂区综合污水采用“高级氧化+厌氧+MBBR+接触氧化+MBR”工艺。在满足《水污染物综合排放标准》指标前提下，比对污染物排放许可总量进行指标内控，镍、CODcr、氨氮等主要指标均远远低于标准值，如氨氮排放量低于标准值的1/10。

  一汽红旗繁荣工厂的涂装车间运用干式漆雾过滤装置，可将空气中的杂质过滤到0.1mg/m3以下，并送入空调系统循环利用，促使能耗降低50%；配备沸石转轮+RTO焚烧处理装置，使得厂内VOC去除率达99%，热能回收利用率也达95%。

  上汽乘用车全新设计的喷房空调系统的也带来了VOC的良好减排效果，其提高了涂装车间的喷漆系统循环比，降低了新风风量，在减少空调能耗的同时，大幅缩减了后续废气治理设备的规模，并可以舍弃沸石浓缩转轮而直接采用RTO焚烧，使得在余热回收量增加的同时，还可以将废气治理效率提升至98%以上。这一项目减排效果显著，是整车涂装领域的重大革新，为国内首创。

  环保的可持续性还需要在源头的材料应用和工艺升级上寻求更多突破。目前，业内大部分车企都采用了低挥发性的有机化合物含量的水性色漆涂料。原来3C2B的主流涂装工艺也逐步被3C1B、2C1B、B1B2等更加环保的涂装工艺所替代，这些新工艺可有效降低固体废弃物和废气污染物排放，更加符合未来发展需求。

  涂装工艺的节能减排是整车企业环保事业的重中之重，窥一斑而见全豹，所有企业都想方设法的在四大工艺所有环节节能减排，致力于全面而系统化地实现可持续发展的工厂目标和企业战略。

  从智能制造到绿色生产，节能、环保的理念已经深入到了整个汽车产业。小到每个制造环节的节能减排和每个工艺流程的绿色环保，大到整个工厂运维乃至工业园区的绿色生态建设，都将成为汽车制造业在未来发展中重点探索的工作内容，并将成为决定主机厂和配套厂商资格认证和行业竞争力的核心要素之一。在可持续发展的道路上，汽车产业作为制造业先锋，肩负重要行业责任，要携手共建绿色家园、同心共创可持续的未来！