——羅素

摘要：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、閥門等設(shè)備的清洗。

唐勇華，萬彤，徐炳華，蘇廣林

（長安福特馬自達(dá)汽車有限公司，重慶401122）

    關(guān)鍵詞：清洗溶劑；回收利用；蒸餾；清洗能力；VOC

 1引言

 在汽車涂裝生產(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，而此過程中所消耗的有機(jī)溶劑占涂裝車間有機(jī)溶劑使用量的99%以上，通常會(huì)達(dá)到單車2kg以上，以年產(chǎn)15萬臺(tái)的整車計(jì)算，全年累計(jì)清洗溶劑的使用量會(huì)達(dá)到30萬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。長安福特馬自達(dá)汽車公司涂裝車間在減少清洗溶劑用量、降低VOC排放的過程中，開創(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、換色閥門管道及手工站噴槍清洗的詳細(xì)過程。

2清洗溶劑的作用及耗量

清洗溶劑一般由苯類、酮類、酯類等有機(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程中所產(chǎn)生的臟點(diǎn)缺陷。在國內(nèi)外汽車制造廠中，無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)工藝過程中所消耗的清洗溶劑同樣沒有減少，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單的蒸餾原理，將涂裝生產(chǎn)過程中所產(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)低的組分稱為易揮發(fā)組分，沸點(diǎn)高的組分稱為難揮發(fā)組分，這樣廢溶劑可以簡化成一個(gè)雙組分的液態(tài)混合物，在溫度低于160℃時(shí)，樹脂、顏料及鋁粉可視為不揮發(fā)固態(tài)物質(zhì)，因此通過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)更是一套專門針對(duì)汽車涂裝生產(chǎn)所開發(fā)的溶劑回收設(shè)備，通過在機(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。

    ⑴回收機(jī)按國家防爆標(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。

    ⑵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)行延長了設(shè)備使用年限，降低了廢溶劑的處理成本。

    ⑶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（高沸點(diǎn)與低沸點(diǎn)），并分段蒸餾。

    ⑷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。

    ⑸回收完成后，可以自動(dòng)切斷電源、熱媒油或?qū)嵊?，溫度過高自動(dòng)關(guān)機(jī)。當(dāng)外來因素致使蒸餾桶內(nèi)的壓力超過（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%

5回收利用過程中的注意事項(xiàng)

    ⑴為了避免中涂因使用受污染的清洗溶劑而出現(xiàn)質(zhì)量問題，在使用過程中需要對(duì)清洗溶劑定期抽樣進(jìn)行縮孔試驗(yàn)。

    ⑵在蒸餾回收過程中為了確保安全，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。

    ⑶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)。

    ⑷在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，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、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

    ⑴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90萬元。