浅谈粉末静电喷涂工艺能源的选择(最终)

1、浅谈粉末静电喷涂工艺能源的选择贾振东（泰山体育产业集团技术中心）摘要：本文对静电喷涂工艺所使用的能源进行了详细比较，包括：煤、柴油、电能、天然气，在对这四种能源进行各项性能参数、经济性及环保性比较后，得出在静电喷涂工艺中天然气是比较理想的能源。关键词：静电喷涂 成本 环保前言 静电粉末喷涂工艺【1】是利用静电吸附的原理，在工件表面上均匀的喷上一层粉末涂料，将工件推入固化炉，加热到一定温度（一般为185左右）并保温一定的时间（一般为15min）,冷却后即得到成品。该技术已在汽车制造、体育器材生产等领域得到了广泛的应用【2】，是对金属材料表面处理的一种工艺，起到防腐、装饰、防辐射的作用。如今，在金

2、属材料表面涂装塑粉后，进行加热固化所用的能源不尽相同，哪种能源是最佳选择，人们对此存在一定的模糊认识，如何选择能源，需从成本、环境保护等方面进行综合分析、比较，最后得出科学性的结论。1、能源的发展历史【3】化石燃料作为一次能源，在整个国民经济的能源供应中占有重要的低位。化石燃料按其存在形态分为固体、液体、气体燃料三种。我国常用的固体燃料是煤，液体燃料有重油、渣油和柴油，气体燃料分为天然气和人工煤气【4】。电能主要是通过燃烧煤、原油等能源加热锅炉，产生高温高压过热蒸汽，而后传入汽轮机，由汽轮机带动发电机发出的，属于二次能源，属高品位的能源。现在在静电粉末喷涂行业，易于取得并广泛使用的能源为煤、柴

3、油、电能、天然气。2、 各种能源的比较与分析2.1从经济角度对各种能源进行比较与分析2.1.1煤 以产生1kg标准煤的发热量【5】来计算各种能源的造价，我国规定每千克标准煤的热值为7000kcal即29.3MJ取煤收到基低位发热量6Q=5000kcal/kg=20.93 MJ能源折标准煤系数20.93/29.3=0.714 产生29.3MJ 热量需用普通煤的数量：1/0.714=1.40kg 普通炉热效率通常为65%,所以用煤量为: 1.4/65%=2.15 kg根据国家煤炭的价格1000元/吨，即1元/kg，造价为：2.15×1=2.15元2.1.2柴油取其低位发热量7Q=42.9

4、8MJ/kg，达到1kg标准煤的发热量需柴油：29.3/42.98=0.682kg，柴油价格：（按=0.85kg/L，单价7.25元/L）7.25÷0.85=8.53元/kg热效率约 85% 0.682/85%=0.802 kg造价：8.53×0.802=6.84元2.1.3 电能 1kwh=3600kJ，发出1kg标煤产生的热量需电：29.3×103÷3600=8.14kwh热效率约 85% 8.14/85%=9.58 kwh造价：按0.8元/kwh，9.58×0.8=7.66元2.1.4 天然气 取其低位发热量7Q=35.58MJ/m3,，

5、达到1kg标煤发热量需天然气：m=29.3/35.581=0.823m3热效率约 92% 0.823/92%=0.895 m3按天然气目前行情：3元/m3造价：3×0.895=2.68元 天然气是在密闭的管道中输送，输送过程中的损耗率很低，天然气燃烧的效率比柴油的燃烧效率要高。四种能源达到单位标煤发热量的造价比较表 能源低位发热量MJ/Kg热效率 需要量造价(元)煤20.9365%2.15Kg2.15柴油42.9885%0.802 Kg6.84电能3.685%9.58 kwh7.66天然气35.5892%0.895 m32.68以上的结果进行比较，造价从小到大的排序为：煤炭天然气柴油

6、电能，可以看出，煤炭价格最低，但在实际使用过程中，需要增加储存场地，增加人工用量，加上燃煤时，热效率低等缺陷，所以煤不是最佳选择，而应选择天然气。2.2从环境保护方面进行比较和分析2.2.1.煤燃烧特性【8】 煤主要由C、H、O、N、S、灰分和水分等组成。故其燃烧后会产生SO2、NOX等大气污染物。又由于煤做为固体燃料，其燃烧时与空气接触不充分会导致燃烧不完全，会造成CO气体发生。烟气中含有较大比例的飞灰量，燃烧后还产生一定的炉灰。特别是在各种设施配套不完善的情况下，会产生大量的烟尘，造成对大气的严重污染。2.2.2柴油【9】 燃烧1m3的柴油排放的主要大气污染物总量：氮氧化物（以NO2计）8

7、.57kg/m3，二氧化硫10.0kg/m3，烟尘1.80kg/m3。柴油重度取950kgf/Nm3，则项目主要大气污染物。NO2、SO2和烟尘的排放系数分别为9.02kg/t、10.53kg/t、1.89kg/t。各污染物平均排放浓度为NO2：658mg/m3、SO2：769mg/m3、烟尘：138mg/m3。可以看出对大气的污染是比较严重的，需要引起重视。2.2.3 电能 电能的优点：相比于其它能源，对用户来说干净，要比烧煤之类的清洁；其次是电能便于转换成各种能源，比如热能、风能、势能和动能等各种能源，都可以很方便的用电能得到。 缺点就是电能不太容易存储，用电高峰与用电低谷冲突太大。一个电

8、站产生的电能，用电高峰时，往往不能满足用户需要，又不容易将用电低谷时的富裕电量转到用电高峰时使用。同时，在传输时，电能损耗也较大，为了减少损耗，只能采取超高压输送，传输成本太高且危险。还有就是，电能看不见，你不能一眼就分清带电体带不带电。每年因触电死亡的人数也是很惊人的2.2.4天然气【10】 天然气作为绿色能源，其在上游已经净化，几乎不含硫。其完全燃烧后的产物可近似认为仅含CO2和H2O，不会造成环境污染。首先从天然气燃烧的化学方程来看：CH4+2O2=(点燃)=CO2+2H2O+热量;很明显，燃烧天然气时，主要产生二氧化碳及水蒸气。且不对大气层释放二氧化硫和小微粒物质，所释放的有害物质也比

9、其他矿物燃料，如煤及原油等少很多，并且二氧化碳不会直接伤害身体，二氧化碳积聚过多会对臭氧层造成一定伤害，但相对其他能源来说，是现今最为清洁的能源了。随着西气东输、LNG接收站等大型天然气项目建设，我国已进入天然气的大规模发展时期，在我国能源发展结构及消费结构中，其所占的比例越来越大。为天然气的推广利用奠定了基础。3、建议 3.1 从经济角度比较，煤炭较具优势，但对大气产生大量的污染及有害的物质，且需在环境保护方面投入不少资金及人力资源。当前，环保形势严峻，严重雾霾频繁发生，研究表明，直燃煤(油)是造成环境污染的重要因素(PM2.5中的50%60%源于燃煤，20%30%来自燃油。因此，建议在体育

10、行业内乃至其它行业的涂装工艺中不采用煤作为能源。 3.2选用柴油的成本是天然气的2.51倍（6.84/2.72 =2.51），用电烘干固化的成本是天然气的2.82倍（7.66/2.72 =2.82），另外，天然气在终端消费环节的转换效率和排放明显优于煤和油。所以从经济及环保两方面综合考虑，选用天然气做为涂装工艺的加热能源,是当今能源的最好选择。 3.3 在体育行业内，一些大的公司涂装工艺中已经选用了最清洁的能源天然气，并且积累的较丰富的经验，所配套的燃气燃烧器技术已经日臻完善、建议目前仍使用煤、柴油做燃料的厂家尽快改造，以保护好我们的生存环境。参考文献：1 候猛粉末静电喷涂工艺 北京：化学工业出版社，19982 李红生静电喷涂技术的应用北京：科学出版社，19943 杨秤科，李艳华，柏镇我国能源现状中国能源信息，2006，（22）：17-184 叶乐全燃料与燃烧 化学工业出版社，19975综合能耗计算通则（GB2589-2008），标煤发热量为29307k