汽车涂装车间余热回收利用

专利名称：汽车涂装车间RTO二级余热回收系统
专利类型：实用新型专利
发明人：王建勋,董仁瑞,王吉,曾幼明,周旻,徐康,王豪魁申请号：CN201720924036.8
申请日：20170727
公开号：CN207222272U
公开日：
20180413
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种汽车涂装车间RTO二级余热回收系统。

它包括烘干炉、RTO、气‑气换热器、气‑水换热器、锅炉和水槽，所述烘干炉的废气输出端与RTO的燃气入口连通，所述RTO的废气出口与气‑气换热器的热风入口连通，所述气‑气换热器的热风出口与气‑水换热器的热风进口连通，所述气‑气换热器的新风出口与烘干炉的新风入口连通，所述气‑水换热器的热风出口连通烟囱，所述水槽的回水出口分别与气‑水换热器的回水入口和锅炉的回水入口连通，所述气‑水换热器的回水出口连通锅炉的送水入口。

本实用新型充分利用RTO排放的高温废气，一次换热为烘干炉补充新风，二次换热为前处理温水工序加热，充分利用废气余热，节约能量。

申请人：东风本田汽车有限公司
地址：430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区车城东路283号
国籍：CN
代理机构：武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：俞鸿
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让你秒懂余热回收利用
余热的直接利用有以下途径：
1、预热空气或给水
利用高温烟道排气，通过高温换热器来加热进入锅炉和工业窑炉的空气，可提高燃烧效率，节约燃料。

2、干燥物料
利用各种生产过程中的排气来干燥材料和部件。

例如，陶瓷厂的泥胚、冶炼厂的矿料等。

3、生产热水和蒸汽
利用中低温的余热来生产热水和低压蒸汽，供生产工艺或生活需要。

热管式气-液式热管换热器
热管式余热热水器，能合理的将排放的高温废气进行余热回收，给水加热产生热水，根据需为生产或者生活供应热水。

热管式余热热水器采用高效的热管，换热速度快，效率高。

针对燃烧重油、煤等含硫量高的烟气余热回收时，突出了其明显排放烟温控制优势。

采用不同级别的热管启动温度，确保端排烟温度不低于露点温度，有效的避免酸露腐蚀问题。

自动控制补水。

热管式气-气式热管换热
热管换热器以超导热管为核心传热元件，高温烟气冲刷热管吸热端，使热管中工质蒸发成气体向冷却端流动，在冷却端冷凝放热，把空气加热。

热空气经管道为锅炉补风。

冷、热流体都在热管管外流过，两侧都可以用翅片强化，传热效率高，体积紧凑，压力降小，阻力损失小，从而节约了鼓风机和引风机的动力消耗。

热管的热侧（烟气侧）和冷侧（空气侧）是使用隔板分隔开的，热管和隔板之间有可靠的密封。

因此空气和烟气之间泄露的可能性很小，从整体结构上减少了漏风可能。

涂装表面处理行业余热回收利用一、行业现状在涂装表面处理行业，工艺流程一般需设置热水洗、脱脂、磷化等前处理用热工序和烘干、固化等加热工序，前处理、空调送风机组用热源采用热水锅炉或厂区蒸汽供给方式，烘干固化设备采用燃煤、燃油、燃气加热、导热油等方式。

根据工艺要求，常采用间接加热换热方式，生产过程中燃料燃烧后产生的大量高温烟气和烘干室工艺废气,以较高的温度排放到大气中,白白浪费宝贵的能源并污染大气环境。

涂装生产线设备烟气温度约为150~350℃，设备结构不合理、换热效率差的，排烟温度更高；烤漆炉、电泳固化炉、粉末固化炉工艺废气排放温度约为140~200℃。

涂装表面处理环节是企业能耗大户，除采用节能清洁生产工艺和高效能设备外，非常有必要进行综合节能改造，降耗减排、降低生产成本，保护环境。

二、涂装表面处理生产线节能途径1、采用清洁节能生产工艺，如常温磷化、电泳涂装、静电粉末喷涂工艺；2、改造或淘汰高耗能生产线设备；3、提高炉体保温性能，减少炉体散热；4、提高燃烧效率，减少不完全燃烧损失，如采用高效节能燃烧装置；提高助燃新风或补风温度；5、改进控制方式，加强燃烧工况适时监控，合理调节风/气配比、排气量；6、余热回收利用：烟气、工艺废气余热回收综合利用。

三、余热回收综合利用方式采用超导热管技术进行烟气余热回收利用，结合涂装表面处理行业情况，主要方式有：1、回收烘干室烟气/废气余热加热热水.用于前处理工序、空调送风机组冬季加热;.循环热水系统回水加热；.工厂其他车间清洗机等生产用热水.员工浴室、食堂、车间淋浴房等生活用水。

2、回收烘干室烟气/废气余热加热热风.用于烘干室补充新鲜风的加热；.对于低温烘干室，可作为热风循环换热设备；.作为烘干室热风循环换热设备。

四、推荐示范方案（以总需热量为200万kCal/h的燃油加热电泳烘干室为例）改造方案一：采用热管余热回收器，将250℃以上的烟气降到130℃（燃气烟气可降至60℃）左右排放，回收的热量将水加热到约90℃左右作为热水系统回水、前处理槽液加热、工厂浴室、空调机组等场所使用。

热回收式热力焚烧系统（TNV）及余热回收利用技术在涂装车间的应用作者：韦新明来源：《中国科技博览》2015年第26期[摘要]介绍涂装线烘干室热回收式热力焚烧系统（TNV）的工作原理、基本组成，通过实例说明热回收式热力焚烧系统（TNV）废气净化效果及余热回收效益。

[关键词]涂装线；烘干室；TNV；余热回收中图分类号：TG736 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0193-02一、前言在整车生产环节中涂装线是耗能最大的生产单元，其能耗占整车生产企业能耗的50%以上，能耗的费用直接影响企业的生产成本。

国内生产涂装线的汽车生产企业由于没有废气焚烧系统及余热利用装置，烘干炉加温炉产生的高达250℃以上烟气全部排到大气中，其中的热量也随之排放掉，造成极大的能源浪费。

同时，烘干车身产生的废气没有得到处理直接排向大气，严重污染环境。

汽车涂装线全面应用废气焚烧系统及余热回收利用的节能技术，对促进汽车涂装线节能降耗，提高汽车涂装线的市场竞争力有重要的意义。

基于上述原因，我司在新基地涂装线烘干室建设中需投入废气处理及余热回收装置。

目前汽车整车生产线废气处理主要有热回收式热力焚烧系统（TNV）和蓄热式热力焚烧系统（RTO），而我司采用的是热回收式热力焚烧系统（TNV），选择理由如下：a、流程上：RTO系统是三个烘炉废气集中送至蓄热式RTO焚烧炉焚烧，直接排空，废气排空温度较高，蓄热式RTO焚烧炉占地面积大。

烘干室供热由四元体单独提供。

废气净化率达90%--95%；TNV系统是每个烘干室设一个焚烧炉，有机废气通过焚烧后，经过多个三元体换热后，最终排空废气温度较低，余热充分利用，节能，且占地面积小。

烘干室供热由三元体换热提供。

废气净化率达99%。

b、成本上：RTO通过多台四元体给烘干炉供热，TNV是通过多台三元体换热，其中四元体比三元体多一燃烧装置，成本高。

另外，TNV比RTO多两台焚烧炉，总体折算后，总价差不多。

涂装烘干炉废气余热回收利用摘要：汽车生产过程中，涂装是其中重要的一个环节，在涂装环节通常会使用到烘干设备，而烘干系统大多会使用焚烧炉加热的方式，经过加热以后，产生200℃左右的废气，如果将这些废气直接排放到车间外，就会产生大量的能源浪费，同时也会对周围环境产生极大的污染。

因此，在本文中首先简单介绍了汽车涂装废气的主要来源，然后提出了几点废气余热回收利用的有效措施，希望能够进一步提升汽车生产环节的经济效益和社会效益。

关键词：涂装烘干炉；废气；余热回收中图分类号：TQ639 文献标识码：A引言作为汽车生产中的重要环节，汽车涂装过程中，一般都会选择废气焚烧的方式对挥发性有机化合物进行处理，然后再将经过处理后的废气应用到烘干炉加热中，在经过多次的换热以后，将这些废气逐步排放到空气中，但是这时排放出的废气温度仍然较高，其中所蕴含的热量可以具备重复利用的价值，我们将这一部分具备利用价值的废气称之为烘干炉余热。

如果能将这一部分余热进行有效的回收利用，也必然能够有效提升涂装系统的节能效果。

1 涂装废气来源汽车涂装过程中废气的主要来源包括烘干炉废气、喷漆室废气以及晾干间废气，在本文中主要针对烘干炉产生的废气进行研究和分析。

汽车涂装过程中，所使用的烘干炉主要包含电泳烘干炉、PVC烘干炉、中涂烘干炉、面漆烘干炉以及闪干烘干炉，烘干炉使用过程中所产生的废气，主要是指燃料和涂料系统中所产生的废气，在这其中涂料系统中所产生的废气大多数为面漆中所包含的溶剂成分、电泳漆膜、增塑剂、热分解生成物以及化学反应生成物等等，燃料系统所排放的废气大多是燃烧过程中产生的废气，一般为天然气燃烧废气。

在汽车涂装过程中，所产生的废气大部分来自于溶剂型涂料，其主要包含稀释剂、有机溶剂、平流剂等，在成膜的过程中所挥发出的有机物。

目前针对汽车涂装过程中所使用的涂料在烘干中产生的废气会选择以下两种处理措施：第一，进行催化燃烧，第二进行直接焚烧。

催化燃烧主要就是利用更加高效的催化剂，将废气中所包含的有机溶剂蒸汽进行氧化焚烧，由此产生二氧化碳和水，将废气中所包含的有害物质逐渐去除，通常涂料中所产生的废气大部分成分都是有机溶剂，其中还包含催化剂中的颜料、树脂以及可塑剂等等，使用这种方式进行处理，由于催化剂的寿命很难控制，所以在使用过程中应加大管控力度。

汽车工业涂装烘房烟气余热回收利用蔡沛君【摘要】在汽车生产的四大工艺中,涂装工艺能耗占比无疑是重中之重,笔者对江铃汽车股份有限公司小蓝工厂2016-2017能耗进行统计,涂装总能耗占冲压、焊装、涂装、总装总能耗的84％,其中涂装烘房天然气耗量占比40％,锅炉天然气耗量占比7％,空调天然气耗量23％,电耗量30％.小蓝涂装烘干炉是涂装工艺的第一耗能大户,烘干炉在设计制造时,为了防止尾部受热面腐蚀和堵灰,排烟温度一般高于180℃.而小蓝涂装烘干炉排烟温度大约在200℃～300℃.本文针对涂装烘干炉排烟余热回收给出具体方案.【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2017(000)021【总页数】1页(P84)【关键词】汽车工艺;涂装;烘干炉;余热回收【作者】蔡沛君【作者单位】江铃汽车股份有限公司江西南昌330000【正文语种】中文涂装工艺产生的废气在TAR燃烧炉(或者RTO焚烧炉)中通过引风机引进新风燃烧，充分燃烧后将尾气直接排放至大气，排烟温度高达200℃以上，而排放掉的烟气既是一种废热污染，也是一种能源的浪费。

而涂装前处理工艺中，槽体加热又需要大量热量，现有工艺是通过锅炉加热热水至95℃，通过前处理槽液换热后再循环至锅炉本体。

天然气消耗量如此巨大，增加了整车成本，汽车市场竞争日益激烈的今天，缩减成本无疑要从节约过程消耗切入。

夏季工况:7个烘炉排烟总流量110000Kg/h，排烟温度最低210℃，最高360℃。

冬季工况：7个烘炉排烟总流量110000Kg/h; 排烟温度最低190℃，最高340℃。

(1)考虑到余热的回收利用尽量不影响原生产工艺，本方案采用低阻力、易清洗、耐腐蚀的气液板壳换热器(全焊接工艺、不对称板式结构的板壳式换热器)将涂装车间烘干炉的排烟热回收(此次暂不考虑回收PVC烘干炉的烟气及新增面漆线烘干炉的烟气)，用于夏季制冷、冬季采暖及全年的前处理恒温热源。

(2)夏季工况：用气液板壳换热器出来的约95℃的热水，作为单效非电空调的驱动热源(溴化锂吸收式制冷机)，制出7℃冷水，用作车间舒适性空调制冷或办公舒适性空调制冷。

汽车涂装线烘干炉废气余热回收利用浙江天冠机电工程有限公司引言涂装车间是汽车整车制造过程中能耗大户，其中用于烘干漆膜的烘干炉是它主要耗能设备之一，占整个涂装车间能耗近30%甚至更高。

因此，烘干炉节能环保技术的推广应用成为众多汽车制造厂家关注和实施的重点课题。

烘干炉作用主要是保证涂装漆膜在一定时间内被烘烤固化；在烘烤过程中，一部分高温烟气需排放，如果直接排放就会造成大量热能浪费。

因此，通过余热回收设备将烟囱排放的高温烟气余热回收再利用，近年来在许多新建或改造的涂装线上得到规划应用。

应用形式主要有利用高温烟气来预热烘干炉所需要的新鲜空气，加热空调送风机组，加热前处理线槽液以及车间供暧等。

下面以神龙汽车二厂涂装车间烘干炉改造新增余热回收设备加热前处理槽液工艺热水工程为例论述余热回收经验与技术。

1、现状与原理简述涂装车间有电泳，中涂，面漆三条燃气型直通式烘干炉，其废气经高温焚烧处理后烟囟排烟温度在200℃左右，其原理见图1。

图1烘干炉原理图而前处理线热水洗，预脱脂，脱脂以及磷化工序等需锅炉房供给热水给槽液加热，以满足生产工艺对槽液温度的要求。

将烘干炉高温烟气通过余热回收设备，加热前处理低温的工艺热水回水，以提高锅炉房的热水回水温度，可降低锅炉房加热温差，减少锅炉房天然气消耗，实现节能减排目的。

2、余热回收供热原理改造前，无余热回收供热情况下前处理槽液加热方法是用锅炉房供给120℃高温热水，与车间工艺热水70℃回水混合至90℃，供给前处理脱脂和磷化等，以板式换热器加热槽液至工艺温度。

车间工艺热水送水温度为90℃左右，回水温度为70℃左右；锅炉房热水管道送水温度为120℃左右高压热水，回水温度90℃左右。

改造后，利用余热回收设备，将烘干炉200℃高温烟气余热回收用于加热前处理工艺回水，使工艺热水回水温度﹥80℃，从而减少锅炉房120℃高温热水的用量，减少加热水能耗，实现节能环保目的，见图2。

余热回收设备即可用于加热前处理热水70℃回水，也可用于加热锅炉房热水90℃回水，但从热效率考虑，前处理热水回水温度（70℃）最低，烘干炉烟气温度（200℃）与其温差最大，加热效率最高，故将余热回收系统热水管道与前处理热水回水相连，以实现热能的最大利用。

涂装线烘干炉烟气余热回收应用探讨徐洪雷，卢继伟（一汽轿车股份有限公司，长春130012）摘要：介绍了涂装线烘干炉烟气余热回收的必要性和应用方向，分析烟气余热回收的工作原理和改造设计过程中的注意事项，并列举了烘干炉烟气余热应用的工程方案及其预期的节能环保效益。

关键词：烘干炉；烟气；余热回收；换热中图分类号：TQ639文献标志码：B文章编号：1007-9548（2014）11-0001-02Discussion on Application of Waster Heat Recoveryfor Drying Oven Smoke in Painting LinesXU Hong-lei,LU Ji-wei(FAW Car Co.,Ltd.,Changchun130012,China)Abstract:The necessity and direction of application of waster heat recovery for drying oven smoke in painting lines were introduced.The operational principle and the matters needing attention in the process of reconstruction design were analyzed,and the engineering proposal of application of waster heat recovery for drying oven smoke in painting lines and the expected benefits in energy saving and environmental protection were listed.Key words:drying oven;smoke;waster heat recovery;heat transfer0引言汽车涂装生产线中烘干炉设备是生产能耗大户，其能耗占整车生产线总耗能的20％以上，直接影响车间的生产成本。

汽车厂空压机余热回收利用研究摘要：汽车制造厂整体能耗的50%源于涂装车间，为有效降低涂装车间的电能、热能消耗，空压机余热回收利用近年来的受关注程度不断提升，相关研究也大量涌现。

基于此，本文将简单分析空压机余热回收利用路径，并结合实例开展深入探讨，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。

关键词：汽车厂；空压机；余热回收利用前言：为响应国家环保政策提出的余热资源利用号召，余热回收利用的相关探索在我国各领域广泛开展，空气源热泵系统、空压机余热回收系统、污水源热泵系统等均属于其中代表。

为更好实现余热资源利用，正是本文围绕汽车厂空压机余热回收利用开展具体研究的原因所在。

1.空压机余热回收利用路径1.1工作原理在运行过程中，空压机会产生大量的压缩热，一般情况下机组运行功率的85%为压缩热消耗的能量，这部分能量大多通过水冷或风冷系统被交换到大气当中，大量的能源浪费会因此出现。

为实现空压机余热回收利用，必须针对性结合空压机的结构和原理进行改造或优化，实现热量的尽可能回收，同时需结合工厂实际清理利用回收的热源，真正做到变废为宝。

通过对排入环境热量的回收和利用，空压机余热回收利用可有效减少各类生产的能源消耗。

对于传统的空压机余热回收系统来说，一般会安装三通电磁阀于原油路系统，在引出升温后的空压机油后，换热会通过换热器实现，配合进一步的油气分离，高温气在分离后会直接进入气冷却系统，经温度感应器的检测的高温油温度也可随之明确。

如高温油温度在60℃以下，则无需开展热交换，高温油可经过过滤器直接通往油路循环系统，如高温油温度在60℃以上，高温油进入油路循环系统前需开展热交换。

需选择软水作为油-水换热系统用水，避免空压机受到积垢或腐蚀的影响。

在一次换热完成后，软水循环加热后续再一次进行热交换，通过二次水-水换热系统，软水可加热为45℃的热水并泵入保温水箱内，保温水箱设置于空压机房附近，可用作洗浴用水。

还应设置三通电动阀于空压机机油冷却回路上，引出机油管路后，外置空气压缩机油冷却装置，并使用水冷系统取代原有的风冷系统，同时保留原风冷系作为备用冷却系统[1]。

涂装烘干炉烟气余热回收技术浅析设备动力室：张城诚摘要：目前，大型轿车涂装生产线中，烘干系统大都采用废气焚烧炉加热方式，燃烧后的大量废气以200 ℃左右的高温直接排放至车间外，既损失能源，又污染大气。

本文重点研究了涂装烘干炉烟气余热回收系统，介绍余热回收系统原理和结构，并结合东风裕隆涂装车间实例分析其方案可行性及预计效益。

关键词：余热回收系统；烘干系统；利用率一、前言汽车工业涂装车间烘干炉废气中含有挥发性有机化合物（VOC），按环保要求，必须经过处理后才能排放到大气中。

目前最常用的处理方法是直接燃烧法，处理后的烟气排放温度一般为200～250 ℃，其中所含的热量为烘干炉总能耗的25%～35%。

由于缺乏有效的余热回收手段，多年来大部分工厂选择直接排放，不但造成热污染，而且浪费能源。

近年来随着余热利用技术的发展，出现了很多余热回收利用的新型装置（如热管余热回收装置等），热回收效率达到98%以上。

本文简要介绍热管及热管余热回收装置的工作原理、特点及其在汽车涂装车间烘干炉烟气余热利用节能系统中的应用。

二、余热回收系统原理涂装烘干系统中，大量废气经过废气焚烧炉高温燃烧（燃烧温度一般在680~720 ℃之间），将废气中的有害物质（VOC、硫化物等）分解成无污染的碳氧化物和氮氧化物，形成洁净的高温烟气，高温烟气经过换热器换热后直接排放至室外。

为了回收排放的烟气所带走的热量，在排烟管道附近安装气液换热器来回收这部分余热，回收的热量作为其他设备的热源，如前处理工序槽液加热等。

烘干室烟气余热回收系统是利用复合管导热系数高的特点，设计制造管式换热器，安装在排烟管路上面回收余热。

为涂装车间需加热设备提供90 ℃左右的热水，替代锅炉或蒸气加热，为汽车制造企业节约煤或蒸气用量，达到节能减排的目的。

图 1 为管式换热器的原理三余热回收系统组成余热回收系统主要由 3 部分组成：烟气换热系统、水循环系统、控制系统。

3.1烟气换热系统烟气换热系统包括手自一体阀门、进出烟气温度传感器、压差开关等监测元件以及主体设备管式热交换器。