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行業(yè)新聞

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涂裝車(chē)間清洗溶劑回收在線利用的研究
2019-10-21
來(lái)源:未知
點(diǎn)擊數(shù):  3634        作者:未知
  • 調(diào)查了涂裝生產(chǎn)中清洗溶劑的耗量及所占VOC排放比例,提出了在線利用的思路。闡述了蒸餾回收原理和溶劑回收系統(tǒng)的特點(diǎn),通過(guò)清洗能力、溶解力等試驗(yàn)驗(yàn)證了面涂清洗溶劑可以蒸餾回收用于中涂機(jī)器人旋杯、閥門(mén)等設(shè)備的清洗。

                                      1.引言

    在汽車(chē)涂裝生產(chǎn)中,為了追求卓越的涂膜質(zhì)量,常常需要對(duì)機(jī)器人噴涂系統(tǒng)的CCV閥、齒輪泵、噴杯中的針閥、螺旋管及旋杯等進(jìn)行反復(fù)清洗。其中噴涂顏色更換時(shí),清洗更是不可避免的,而此過(guò)程中所消耗的有機(jī)溶劑占涂裝車(chē)間有機(jī)溶劑使用量的99%以上,通常會(huì)達(dá)到單車(chē)2kg以上,以年產(chǎn)15萬(wàn)臺(tái)的整車(chē)計(jì)算,全年累計(jì)清洗溶劑的使用量會(huì)達(dá)到30萬(wàn)kg。因此如何降低清洗溶劑的消耗已經(jīng)成為涂裝行業(yè)的重要課題之一。長(zhǎng)安福特馬自達(dá)汽車(chē)公司涂裝車(chē)間在減少清洗溶劑用量、降低VOC排放的過(guò)程中,開(kāi)創(chuàng)了一條完全自主、具有突破性思維的道路。本文介紹蒸餾回收面涂清洗溶劑用于中涂線機(jī)器人旋杯、換色閥門(mén)管道及手工站噴槍清洗的詳細(xì)過(guò)程。

                              2 清洗溶劑的作用及耗量

    清洗溶劑一般由類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)等有機(jī)成分按照不同比例配制而成,對(duì)涂料、油污、雜質(zhì)等有良好的清洗效果,又因其揮發(fā)速率快、與涂料相容,可以應(yīng)用于高鏈速的自動(dòng)噴涂線上進(jìn)行在線清洗,能有效地避免噴涂過(guò)程中所產(chǎn)生的臟點(diǎn)缺陷。在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制造廠中,無(wú)論是水性涂料還是溶劑型涂料,清洗溶劑的使用都不可取代,也是最主要的VOC排放源之一。各廠家為了保證噴涂質(zhì)量,在降低VOC方面,一般只從涂料成分及工藝上研究考慮。水性涂料也好,3C1B高固體分涂料也罷,其生產(chǎn)工藝過(guò)程中所消耗的清洗溶劑同樣沒(méi)有減少,也很少有研究涉及清洗溶劑回收利用的領(lǐng)域,然而通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),清洗溶劑的用量及VOC排放在涂裝生產(chǎn)中都占據(jù)了重要地位。如果將清洗溶劑回收并在線利用,則會(huì)得到涂裝生產(chǎn)成本下降和環(huán)保的雙重效果。

                    3 、蒸餾回收原理及設(shè)備系統(tǒng)特點(diǎn)

    3.1蒸餾原理

    清洗溶劑的回收可以利用簡(jiǎn)單的蒸餾原理,將涂裝生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢溶劑及涂料混合物部分氣化和部分冷凝而使其分離回收利用。將沸點(diǎn)低的組分稱(chēng)為易揮發(fā)組分,沸點(diǎn)高的組分稱(chēng)為難揮發(fā)組分,這樣廢溶劑可以簡(jiǎn)化成一個(gè)雙組分的液態(tài)混合物,在溫度低于160℃時(shí),樹(shù)脂、顏料及鋁粉可視為不揮發(fā)固態(tài)物質(zhì),因此通過(guò)加熱氣化再冷凝就可以將廢溶劑分離。根據(jù)雙組分液態(tài)混合物系統(tǒng)的溫度-組成圖,可以知道易揮發(fā)組分在氣相中的相對(duì)含量要大于它在液相中的相對(duì)含量,這樣通過(guò)調(diào)整蒸餾溫度就成功地避免了涂料中高沸點(diǎn)溶劑對(duì)清洗效果的干擾。

    3.2設(shè)備特點(diǎn)

    溶劑回收系統(tǒng)更是一套專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)涂裝生產(chǎn)所開(kāi)發(fā)的溶劑回收設(shè)備,通過(guò)在機(jī)器人站點(diǎn)及手工噴涂站點(diǎn)安裝廢溶劑回收槽,然后利用隔膜泵集中往廢溶劑收集罐中輸送噴涂清洗所產(chǎn)生的廢溶劑,并在廢溶劑罐上安裝了氣動(dòng)防爆攪拌器和液位控制器,當(dāng)液位到達(dá)控制上限時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)往溶劑回收設(shè)備裝料并蒸餾。

    其特點(diǎn)如下。

    (1)回收機(jī)按國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),能適應(yīng)涂裝生產(chǎn)特定的防爆要求,主要防爆部件有防爆軸流風(fēng)機(jī)、防爆循環(huán)油泵、防爆電加熱器和防爆型電氣控制箱。通過(guò)熱媒油或?qū)嵊烷g接加熱廢溶劑,并由真空減壓裝置引流溶劑蒸氣,提高了操作的安全性。

    (2)真空減壓裝置配合回收機(jī)工作,降低了溶劑的沸點(diǎn),使回收速度與效率明顯提高,耗電量減少,低溫運(yùn)行延長(zhǎng)了設(shè)備使用年限,降低了廢溶劑的處理成本。

    (3)根據(jù)廢溶劑物理化學(xué)性質(zhì)尤其是沸點(diǎn)的不同,通過(guò)溫度控制器及時(shí)間控制器的設(shè)定,能將不同溶劑的混合物依照沸點(diǎn)不同分為兩大類(lèi)(高沸點(diǎn)與低沸點(diǎn)),并分段蒸餾。

    (4)設(shè)有自動(dòng)進(jìn)料口及干凈溶劑自動(dòng)排出至儲(chǔ)存槽的管道。

    (5)回收完成后,可以自動(dòng)切斷電源、熱媒油或?qū)嵊?,溫度過(guò)高自動(dòng)關(guān)機(jī)。當(dāng)外來(lái)因素致使蒸餾桶內(nèi)的壓力超過(guò)(0.05±0.01)MPa時(shí)會(huì)自動(dòng)泄壓。

    ⑹采用精密的微電腦程序/溫度控制器,提高了控制加熱溫度的精度,數(shù)字顯示實(shí)際的加熱溫度。

                4 清洗溶劑蒸餾回收在線利用的可行性分析

    4.1 清洗能力測(cè)試

    為了驗(yàn)證蒸餾回收溶劑能否在線使用,特選取了較難清洗的紅色中涂涂料作為清洗對(duì)象,并做了回收溶劑與新鮮溶劑(QX-ⅡA)清洗能力的對(duì)比。測(cè)試方法:①測(cè)定試驗(yàn)鋼板的質(zhì)量(W0);②將試驗(yàn)鋼板在涂料中浸漬1min;③從涂料中取出,掛10min,測(cè)定質(zhì)量(W1);④在清洗溶劑中浸泡30s;⑤從清洗溶劑中取出,掛8min,測(cè)定質(zhì)量(W2)。洗凈率計(jì)算方法:

    洗凈率(%)=[1-(W2-W0)/(W1-W0)]×100%

    4.2溶解力測(cè)試

    (1)分別加入20%、40%、60%、80%、100%的溶劑稀釋紅色中涂涂料;

    (2)用FC-3#杯測(cè)定稀釋好的涂料的黏度;

    (3)根據(jù)黏度判斷溶劑對(duì)涂料的溶解力:黏度越低,溶解力越好。

    結(jié)論:回收溶劑的清洗力和對(duì)中涂的溶解力與QX-ⅡA清洗溶劑相差不大,都能達(dá)到工藝要求,所以在線利用技術(shù)上可行。

                    5 回收利用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

    (1)為了避免中涂因使用受污染的清洗溶劑而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,在使用過(guò)程中需要對(duì)清洗溶劑定期抽樣進(jìn)行縮孔試驗(yàn)。

    (2)在蒸餾回收過(guò)程中為了確保安全,蒸餾溫度不能設(shè)定太高,以防止蒸餾固體物碳化發(fā)煙,更要注意溶劑蒸氣對(duì)人體的傷害。蒸氣泄露有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn),蒸餾設(shè)備操作間應(yīng)該保證通風(fēng)、散熱良好。

    (3)轉(zhuǎn)移回收后的干凈溶劑應(yīng)該在出口管道上安裝10μm的過(guò)濾袋,以防止鋁粉等雜質(zhì)混入中涂清洗系統(tǒng)的管道內(nèi)。

    (4)在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中,盡量不要全部使用回收溶劑,可以在中涂清洗溶劑系統(tǒng)內(nèi)加入一定比例的新鮮溶劑混合使用,使用一段時(shí)間后對(duì)機(jī)器人管道、閥門(mén)、旋杯做定期維護(hù)保養(yǎng),防止雜物混入將其堵塞。

                               6 綜合效益分析

    (1)以每天向中涂清洗溶劑系統(tǒng)打入260kg清洗溶劑計(jì)算,按照2009年公司清洗溶劑采購(gòu)價(jià)格,每天可以節(jié)約成本260kg×14.5元/kg=3770元,全年可以累計(jì)節(jié)約90萬(wàn)元。(2)2009年長(zhǎng)安福特馬自達(dá)汽車(chē)有限公司涂裝車(chē)間開(kāi)始逐步實(shí)施清洗溶劑回收在線利用項(xiàng)目,數(shù)據(jù)顯示VOC已經(jīng)從2008年的63.7g/m2下降到目前的56g/m2。

                              7、 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述,采用廢溶劑回收在線利用技術(shù),不僅環(huán)保、安全地解決了廢溶劑存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)和處理問(wèn)題,而且不到1年就可以收回設(shè)備投資成本,實(shí)現(xiàn)了降低成本和環(huán)保的雙重效益,為發(fā)展環(huán)境友好型涂裝邁出了歷史性的一步。




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