Лако-красочные материалы — производство

Выбор оптимальной конструкции печей производится с учетом многих факторов, которые должны учитывать требования техно­логии, расположение завода, расход энергии, экологические требования и капитальные затраты.

Конфигурация печи. При печной сушке процесс вклю­чает две стадии: контролируемый подъем температуры и после­дующую выдержку, в течение которой смолы либо вступают в реакцию, либо, как в случае акриловых лаков, равномерно расте­каются на поверхности. Для этого необходимы две отдельных зоны, каждая со своей системой нагрева и контроля. Конвектируе- мый воздух поступает с высокой скоростью в пространство печи, обычно через распределительную систему, смонтированную на крыше печи. Зоны подогрева и выдержки могут быть далее под­разделены на две или более зон каждая.

Вентиляция печи. При горячей сушке автомобильных эмалей в атмосферу печи выделяются горючие соединения, что создает взрывоопасную среду. Чтобы избежать этого, в простран­ство печи необходимо подавать свежий воздух и, соответственно, ^ОТВОДИТЬ ИЗбытО-ЧЛ-ЬШ — воздух-ИЗ — печи. Очевидно, эте-т воздух со­держит разбавленные горючие соединения, выделяющиеся с по­верхности краски, и не должен поступать в рабочую зону.

Нагрев печи. Каждая зона печи снабжена приточно­вытяжной системой, которая отсасывает определенный объем воз­духа из печи, смешивает его со свежим воздухом для вентиляции, подводит тепло к этой смеси для поддержания теплового режима печи и затем нагнетает воздух в печь через распределительные отверстия или щели.

Требования к подаче воздуха. Количество свежего воздуха, подаваемого в печь, рассчитывается в соответствии с количеством растворителя, выделяющегося из покрытия: счита­ется необходимым, чтобы концентрация растворителя в воздухе не превышала 25% от нижнего предела взрываемости. Этот объем свежего воздуха может подаваться в печь либо через фильтр в зону нагрева, либо через уплотнения печи, либо в зону прямого сгорания.

Топливо и метод нагрева. В Великобритании и боль­шинстве стран Европы в качестве горючего используется природ­ный газ. Поскольку этот газ не содержит серу, он применяется в системах прямого пламенного нагрева всех окрасочных уста­новок, так как опыт и испытания показали, что при этом не наблю­дается снижение качества покрытий. Там, где природный газ не­доступен, применяется бутан-пропановая смесь, которая также содержит ничтожную примесь серы.

Другие системы предусматривают сжигание дистиллирован­ного масла; это приводит к необходимости применять менее эффек­тивный непрямой нагрев (его эффективность составляет около 70% по сравнению с прямым пламенным нагревом).

Как сказано ранее, при печной сушке автомобильных покры­тий выделяются различные продукты, включающие смесь органи­ческих растворителей, продукты химических реакций и деструк­ции. Это может привести к образованию значительного количе­ства паров и ощутимого запаха, а также к конденсации указан­ных продуктов в трубах вытяжной системы. Однако наиболее серьезного внимания требует проблема выделения значительного количества растворителей. В США существует законодательство по этому вопросу, значительные меры по обеспечению безопас­ности предпринимаются и в Европе.

Контроль уровня выделений промышленных предприятий, в том числе и из печей для горячей сушки, впервые был установлен в США в 60-х гг., поскольку большинство лакокрасочных мате­риалов подвергается горячей сушке и содержит органические растворители. Последние рассматриваются как источник загряз­нения ввиду токсичности продуктов их фотохимического разложе­ния в окружающей атмосфере. В конце 60-х гг. власти Лос-Анже­леса и Сан-Франциско ввели правила, согласно которым ограни­чивалось количество различных растворителей, используемых в композициях. Эти правила в дальнейшем получили название «Закон 66» или «Правило 3» основного раздела этого закона. В соответствии с этими документами предусматривается, что пе­ред выбросом в окружающую атмосферу 90% углеводородов должны быть окислены до двуокиси углерода.

Недавно введенные федеральные правила предусматривают нормы по выделению углеводородов. Действительные уровни вы­бросов зависят от местоположения предприятия. Они могут коле­баться в пределах 1,4—2,3 кг/ч или 100—300 т/год. Этот уровень может быть достигнут либо путем контроля выбросов из печей, либо подбором рецептуры лакокрасочного материала, либо тем и другим одновременно.

Во Франции и Англии приняты положения «Закона 66», но в других странах Европы более широко используется норма, уста­новленная в ФРГ. Это норма определяет точные количественные пределы содержания растворителей любых типов.

Кроме новой технологии окраски, в настоящее время исполь­зуются различные способы предотвращения загрязнения окру­жающей среды. К ним относятся термическое разложение, ката­литическое сжигание, адсорбция углем, жидкостные скрубберы, дезодорация. Из этих способов наиболее широко применяется тер­мическое разложение; но в последнее время вполне удовлетво­рительные результаты были получены при использовании метода каталитического сжигания.

Термическое разложение представляет собой про­пускание загрязненного воздуха через зону интенсивного горения, в которой сжигается первичное топливо — газ или дистиллиро­ванное масло для подъема температуры до необходимой величи­ны и поддержания ее на этом уровне в течение требуемого времени. Таким способом сложные углеводороды окисляются до двуокиси углерода и воды.

Метод каталитического сжигания с успехом приме­няется в различных областях техники для очистки газов. Метод дает существенное снижение расхода топлива по сравнению с термическим разложением без необходимости использования (либо в ограниченном масштабе) теплообменного оборудования. Извлекаемые газы поступают в камеру с катализатором, на кото­ром реагируют с кислородом воздуха.

Применение каталитического сжигания получило развитие в середине 70-х гг. Катализатор не может действовать бесконечно долго, но, если исключить возможность его загрязнения или отрав­ления, то срок службы катализатора может достигать 5 лет.