——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，通過清洗能力、溶解力等試驗驗證了面涂清洗溶劑可以蒸餾回收用于中涂機器人旋杯、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，常常需要對機器人噴涂系統(tǒng)的CCV閥、齒輪泵、噴杯中的針閥、螺旋管及旋杯等進行反復(fù)清洗。其中噴涂顏色更換時，清洗更是不可避免的，而此過程中所消耗的有機溶劑占涂裝車間有機溶劑使用量的99%以上，通常會達到單車2kg以上，以年產(chǎn)15萬臺的整車計算，全年累計清洗溶劑的使用量會達到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、酯類等有機成分按照不同比例配制而成，對涂料、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)用于高鏈速的自動噴涂線上進行在線清洗，能有效地避免噴涂過程中所產(chǎn)生的臟點缺陷。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

    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。將沸點低的組分稱為易揮發(fā)組分，沸點高的組分稱為難揮發(fā)組分，這樣廢溶劑可以簡化成一個雙組分的液態(tài)混合物，在溫度低于160℃時，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含量要大于它在液相中的相對含量，這樣通過調(diào)整蒸餾溫度就成功地避免了涂料中高沸點溶劑對清洗效果的干擾。

3.2設(shè)備特點

    溶劑回收系統(tǒng)更是一套專門針對汽車涂裝生產(chǎn)所開發(fā)的溶劑回收設(shè)備，通過在機器人站點及手工噴涂站點安裝廢溶劑回收槽，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防爆攪拌器和液位控制器，當(dāng)液位到達控制上限時，系統(tǒng)會自動往溶劑回收設(shè)備裝料并蒸餾。

其特點如下。

    ⑴回收機按國家防爆標(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、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工作，降低了溶劑的沸點，使回收速度與效率明顯提高，耗電量減少，低溫運行延長了設(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)尤其是沸點的不同，通過溫度控制器及時間控制器的設(shè)定，能將不同溶劑的混合物依照沸點不同分為兩大類（高沸點與低沸點），并分段蒸餾。

    ⑷設(shè)有自動進料口及干凈溶劑自動排出至儲存槽的管道。

    ⑸回收完成后，可以自動切斷電源、熱媒油或?qū)嵊?，溫度過高自動關(guān)機。當(dāng)外來因素致使蒸餾桶內(nèi)的壓力超過（0.05±0.01）MPa時會自動泄壓。

    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清洗能力測試

    為了驗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象，并做了回收溶劑與新鮮溶劑（QX-ⅡA）清洗能力的對比。測試方法：①測定試驗鋼板的質(zhì)量（W0）；②將試驗鋼板在涂料中浸漬1min；③從涂料中取出，掛10min，測定質(zhì)量（W1）；④在清洗溶劑中浸泡30s；⑤從清洗溶劑中取出，掛8min，測定質(zhì)量（W2）。洗凈率計算方法：

    洗凈率（%）=［1-（W2-W0）/（W1-W0）］×100%

5回收利用過程中的注意事項

    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清洗溶劑定期抽樣進行縮孔試驗。

    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人體的傷害。蒸氣泄露有發(fā)生火災(zāi)的危險，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在項目實施的過程中，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，使用一段時間后對機器人管道、閥門、旋杯做定期維護保養(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清洗溶劑計算，按照2009年公司清洗溶劑采購價格，每天可以節(jié)約成本260kg×14.5元/kg=3770元，全年可以累計節(jié)約90萬元。