Método de ahorro de energía para la cabina de pintura de la línea de producción de recubrimientos automotrices

En lo orgánico sistema de tratamiento de gases residuales , el método de aire recirculante en la cabina de pintura puede reducir el caudal de aire de extracción de la cabina, disminuyendo así el consumo energético del sistema de tratamiento de gases residuales orgánicos. Además, el uso de equipos RTO

Los equipos y maquinarias de ERY o TNV para la recuperación y utilización del calor en la sala de secado por flash, así como los dispositivos de tratamiento mediante incineración de gases residuales y los sistemas de recuperación y aprovechamiento del calor de los gases residuales orgánicos, permiten reducir el consumo energético del tratamiento de dichos gases y contribuyen a la protección ambiental y al ahorro de energía.

1. El método de circulación del aire en la cabina de pintura
En los talleres tradicionales de producción por pulverización de nuestro país se emplean principalmente cabinas de pulverización húmeda (tipo Venturi o hidrociclón) junto con un sistema de extracción de aire recientemente modernizado; es decir, la fuente de aire utilizada en la cabina es aire limpio y fresco, la ventilación del sistema central de climatización es de expulsión única y el aire extraído no se recicla. Para las tecnologías de procesamiento 3C1B y B1B2, la cabina de pulverización es más larga y el volumen de aire de escape que debe gestionarse es considerable, por lo que la operación consume una gran cantidad de energía.

Cuando el taller de pintura por aspersión se encuentra en construcción, la cabina de pintura puede optar por un sistema de suministro de aire recirculado. En talleres industriales que cuentan con estaciones manuales de reparación y pintura, es posible seleccionar una parte del suministro de aire del sistema de recirculación. La zona de pulverización manual y la zona de reparación manual utilizarán extracción de aire. En cuanto a la zona de pintura robotizada inteligente y a su sección de nivelado de la capa de acabado, se reducirá el suministro de aire procedente del sistema de aire fresco; si se trata de una aplicación totalmente automática de polvo electrostático mediante robots, se podrán adoptar todos los métodos de suministro de aire del sistema de recirculación, es decir, en la zona de pintura robotizada inteligente, además del aire recirculado proveniente de las secciones de nivelado, reparación de pintura y sellado de aire, la extracción de aire incluirá también el sistema de extracción de la propia zona de aspersión.

Entre ellas, la solución de recirculación del sistema de extracción comprende dos métodos: la solución de ciclo de prueba en seco y la solución de ciclo de prueba en húmedo. El contenido de humedad del gas evacuado de la sección de preparación previa a la pintura, de la cortina de aire, de la cámara de secado, etc., no es elevado y puede reutilizarse simplemente mediante filtración; en este caso, el sistema de aplicación o el sistema de extracción de la cabina de pintura se resuelven con equipos de captación de niebla de pintura de ciclo seco, cuyo nivel de limpieza (0,3 mg/m³) cumple los requisitos, por lo que puede reciclarse directamente; esto se denomina ciclo seco. En cambio, tras el ciclo de prueba en húmedo (tipo lavado manual), los equipos de captación de niebla de pintura abordan el problema del aumento del contenido de humedad en la cabina de pulverización, pudiendo reutilizarse únicamente después de proceder a la deshumidificación y al control de la temperatura.

Esto se denomina ciclo de ensayo en húmedo; tanto los ciclos de ensayo en seco como los ciclos de ensayo en húmedo solo pueden eliminarse. La niebla de pintura y las partículas finas presentes en el sistema de escape son, en esencia, incapaces de eliminar los compuestos orgánicos volátiles (COV). Por lo tanto, es necesario controlar estrictamente la concentración de COV en el equipo de aplicación por pulverización; en particular, en los equipos manuales de aplicación por pulverización, la concentración de COV debe mantenerse dentro de los límites establecidos por las normativas nacionales de seguridad y salud. Asimismo, en las áreas de pulverización automática (zonas sin presencia humana), la operación debe realizarse por debajo del valor límite de concentración para la seguridad contra incendios, es decir, por debajo del 25 % del valor del límite inferior de explosividad del gas inflamable.

2. Aplicación de gases residuales orgánicos en la sala de secado por aspersión

En los talleres de producción de pintura en aerosol a base de agua, la pintura utilizada suele ser de este tipo. Tras la pulverización, es necesario introducirla en un horno de secado por vapor de agua para su curado; la temperatura habitual ronda los 80 °C. Se emplea gas como fuente de energía mecánica para el calentamiento. Los gases residuales orgánicos generados se evacuan, por lo general, directamente a la atmósfera. Con la mejora del sistema de gestión normativo y regulatorio en materia de protección ambiental en nuestro país, se han establecido requisitos claros respecto a los compuestos de COV presentes en los gases residuales industriales; por ello, los gases residuales orgánicos producidos en el horno de secado por vapor de agua también deben someterse a un tratamiento de incineración centralizada.

Si el gas residual orgánico se envía de inmediato al sistema de tratamiento por incineración de gases residuales orgánicos para su combustión, y dicho gas presenta una baja concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV), el caudal de efluentes a tratar es elevado y el consumo de gas resulta considerable; además, si este gas se mezcla con el del cuarto de pulverización, la temperatura del gas residual orgánico combinado será relativamente alta, lo que puede comprometer fácilmente la eficiencia del tambor de extracción. Para evitar reducir la vida útil normal del equipo, el calor generado por el gas residual orgánico procedente del cuarto de secado por flash suele aprovecharse para la calefacción del sistema de aire fresco.

En condiciones normales, la temperatura del gas residual industrial en la sala de secado por flash ronda los 80 °C, y el sistema de aire fresco para el secado por flash realiza la transferencia de calor mediante un intercambiador de calor de placas, lo que eleva la temperatura específica del aire fresco hasta 25 °C, manteniendo así la eficiencia energética. En todo este proceso, la temperatura del gas residual industrial sometido a tratamiento de reacondicionamiento y atemperado se sitúa en torno a 50 °C; este gas se mezcla con el gas residual orgánico procedente de la cabina de pintura, lo que permite elevar ligeramente su temperatura, facilitando así una solución eficiente para el problema de los tambores de almacenamiento. Este método no solo contribuye a reducir de manera significativa la temperatura del gas residual orgánico secado por flash, sino que también disminuye de forma razonable la concentración de vapor de agua, evitando así el efecto adverso que dicho gas podría tener sobre la vida útil normal del tambor en condiciones de alta humedad ambiental.

3. Aprovechamiento del poder calorífico de los gases residuales orgánicos tras la incineración
Existen dos tipos comunes de equipos de tratamiento por incineración de gases residuales orgánicos: el RTO y el TAR. Ambos combustan y descomponen los compuestos orgánicos volátiles (COV) presentes en los gases residuales a altas temperaturas, produciendo dióxido de carbono y agua, y finalmente liberando un vapor limpio que se evacua. Sin embargo, debido a las diferencias estructurales entre los equipos RTO y TAR, la temperatura a la entrada y a la salida de cada uno es distinta: en el caso del RTO, puede alcanzar entre 110 °C y 130 °C, mientras que en el TAR llega hasta 560 °C. Cabe destacar que el TAR constituye una parte fundamental de la maquinaria y el equipo del sistema TNV; está compuesto por la cámara de combustión del motor, un intercambiador de calor, un quemador y una válvula principal de control de los gases de combustión. Los humos y las partículas emitidos por las aguas residuales pueden ser quemados, mientras que los gases residuales orgánicos de la sala se calientan para elevar su temperatura, y el aire fresco que ingresa a la sala de secado también se precalienta, lo que permite resolver este problema.

Básicamente, cuando el equipo de tratamiento de gases residuales orgánicos entra en funcionamiento oficial, el vapor de alta temperatura, entre 110 °C y 130 °C, que es descargado por la RT O, suele gestionarse en la mayoría de los talleres de producción mediante un método muy directo. Este vapor se calienta en un intercambiador de calor, y durante largos periodos también se acumula materia orgánica en dicho intercambiador, lo que puede comprometer la eficiencia global del equipo. Ante esta situación, este tipo de vapor se envía generalmente a la zona de solución de residuos de pintura a través de una tubería; posteriormente, los residuos de pintura se someten a secado al aire aprovechando la recuperación de calor residual, reduciendo así su contenido de humedad hasta niveles mínimos para facilitar la eliminación de la pintura. De este modo, se logra controlar los costos en muy pocos casos.