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        丰泰新闻

        EDRO系统在车架涂装线的应用研究

        2017-02-22 点击数:2537

         王菲/一汽青岛 

        引言

              膜分离技术是近年来迅速发展的一项高新技术,具有能耗低、分离效果好、工艺简单等优点,其中有多种膜分离技术成功应用于汽车行业电泳涂装过程。超滤是涂装电泳漆回收的传统膜技术,超滤回收系统能够截留相对分子量大的物质(大于5000的树脂、颜料),其电泳漆回收率可达95%以上。但是,单纯利用超滤系统仍会有溶剂、水、无机离子及小分子树脂等物质会透过超滤膜,如果直接排放,会造成电泳漆中有用物质的浪费和增大废水处理负荷。反渗透技术依靠薄膜渗透原理对所处理介质进行分离,通过高压和反渗透膜将处理介质分离成透过液和浓缩液两部分。反渗透膜的孔径比超滤膜小得多,并且表面带有电荷,对离子有更好的截留。针对电泳漆超滤透过液的EDRO系统可以进一步提高电泳漆的使用效率至99%以上,只允许水通过,基本不排放废水,并且RO反渗透技术制纯水具有水质好、成本低、水质稳定等优点

             EDRO系统在汽车车身涂装线上已经得到应用,但仍鲜见应用于商用车车架涂装线,我公司车架涂装线在项目建设之初,为了有效的降低生产成本,减少废水污染,实现排放电泳涂装工艺,创新性的引入UF(超滤)装置、EDRO装置,成为国内第一条配备了EDRO系统的车架涂装生产线。

             本文首先介绍车架涂装线EDRO系统的工艺流程和设计要求,继而探讨EDRO系统的安装及调试难点,制定EDRO系统操作规程,最后对其社会经济效益进行分析。

        1   EDRO系统工艺流程介绍

             车架涂装线EDRO系统主要是通过反渗透膜进一步分离超滤液贮槽的新鲜超滤液,经EDRO系统制备纯水送到纯水储备箱中,浓缩UF液送到浓缩UF液储槽。分离出的浓缩UF液用于UF2槽工件出槽喷淋,分离出的透过液即RO纯水用于电泳后纯水洗槽工件出槽喷淋,RO纯水在完成清洗任务的同时,通过水洗槽逆流,再返回UF1槽或电泳槽,形成闭环清洗回收系统,理论上分离出的纯水和补加UF2槽的槽液相当,实现电泳槽、UF1UF2系统平衡,无需额外补加纯水和排放槽液,基本无污水排放。

             EDRO系统的工艺设备主要包括RO膜、供给泵、高压供给泵、清洗泵、EDRO透过液泵、滤液槽、清洗槽和配管等,设备布置合理紧凑,便于维修、清洗。EDRO系统设计的工艺要求主要包括:

            1)系统的稳态出水量为1.2t/h,纯水出水电导率不大于10μs/cm20),以满足电泳后浓缩超滤液喷洗以及新鲜纯水喷洗的用量。

              2)纯水储备箱设液位自动控制,液位过高时,溢流至UF2浸洗槽中,EDRO设备停机;液位过低时,报警并自动补加RO系统制备的纯水。浓缩超滤液储备箱设液位自动控制,液位过低时,自动补加超滤液贮槽中的超滤液。纯水储箱接RO二级纯水。

              3)设备采用自动控制,包括液位、电导率以及送出泵的流量和压力自动检测、显示、调节和超限报警。  

        2   EDRO系统的安装及调试难点

            EDRO系统的安装调试的难点主要为液位平衡调整与槽液参数控制,尤其在调试初期,调整难度较大。

        2.1  电泳系统各槽液间的液面平衡调整

           电泳槽、UF1UF2、纯水槽形成一个稳定的电泳系统,为保持液位平衡,项目成员通过逆工位溢流以及逆工序喷淋两种方式来实现,始终确保后一工位比前一工位液位高30-70mm,保证电泳槽主、辅槽液位高差,同时保证不会产生倒灌现象造成电泳漆流失。电泳槽的液位控制目标为3265-3275mm之间,主、辅槽之间落差控制在80-100mm,表面流速在2m/s左右,及时有效消除槽液表面由喷淋、工件入槽产生的泡沫;UF1槽液控制在3340-3375mm之间波动,是由于UF2溢流量存在变化而变动,这个液位对于电泳工艺影响不大,主要是保证液位不要低于槽体溢流盒上沿即可,避免电泳槽液倒灌或者严重缺液;UF2槽液目标控制在3370-3415mm之间波动,它主要受到EDRO浓液和EDRO透过液溢流量的影响。系统工作时,浓液和透过液溢流量较大,UF2槽液位上升;系统停止工作时,溢流量小,UF2槽液位下降,其液位控制在3370-3440mm。纯水槽液位也纳入整个平衡过程。调试过程中监测液位变化情况如表1

        1  调试过程中液位变化情况

        序号

        电泳槽液位(mm

        UF1液位(mm

        UF2液位(mm

        纯水槽液位(mm

        1

        3268

        3343

        3387

        3218

        2

        3272

        3335

        3374

        3267

        3

        3289

        3351

        3394

        3266

        4

        3303

        3343

        3330

        3258

        5

        3261

        3345

        3385

        3302

         

        2.2   电泳槽液参数控制调整

            槽液液位平衡系统建立后,由于各工艺槽之间存在槽液递进补加流程,电泳槽液参数控制调整成为项目实施的关键,也是项目实施的难点。众所周知,涂装工艺属于特殊工艺,其参数的稳定直接影响涂层性能。在项目实施过程中,由于EDRO系统不仅回收了UF1UF2槽液中的电泳漆,同时一些小分子树脂以及酸根离子也回收到电泳体系之中,这些物质对电泳槽液参数控制带来一定的干扰。电泳槽液工艺参数控制是一个综合、系统工程,为此,应着重考虑固体份、电导率、PH值等参数控制,并把工件漆膜质量为最终判定标准,在工艺范围内综合考虑施工电压、阳极电导率、特殊助剂应用等影响,随着漆膜质量变化做出调整,根据实际情况摸索出合适的工艺参数方案。

        3   EDRO系统操作规程

           EDRO系统主要是为车架电泳涂装线提供纯水进行电泳清洗以及回收电泳漆。为保证系统的顺利运行,制定详细的系统操作规程,主要包括系统的标准作业指导书和设备操作规程。

        3.1  EDRO系统的标准作业指导书

            EDRO系统的标准作业指导书,见表2

        2  EDRO系统标准作业指导书

        序号

        作业内容及操作顺序



        1

        开机前检查UF超滤液槽液位、管路各阀门是否正常开启。

        首先确认超滤液箱水位是否达到标准,再依次打开主机进出口阀门,关闭旁通阀门,调整好主机的进口压力,日常运行中,定时检查EDRO出水量及过滤器压力差变化,发现异常及时检查并及时更换或清理。


        2

        查看设备防护是否齐全,高压泵是否需要注油。


        3

        开机后查看电机,高压泵,压力表及高低压开关是否正常。


        4

        精密过滤罐根据进出口压差大小及时更换滤膜。


        5

        根据出水量的多少及时换膜。


        6

        注意检查压力表、流量计和电导率,并做好记录。


        7

        现场6S


         

        3.2  EDRO系统的设备操作规程

           EDRO系统的设备操作规程主要包括系统的开机、关机和自动运行等,其操作要点见表3

        3  EDRO系统设备操作规程

        序号

        操作名称

        操作要点

        1

        开机

        确认超滤液储槽内液位正常,打开系统的各个阀门,开启超滤液供给泵和高压泵。

        2

        关机

        关闭纯水转移泵,依次关闭高压泵和原水泵。

        3

        自动运行

        自动运行状态下,当超滤液储槽水位降至最低点以下及纯水罐液位升至最高点时将自动停机(相应指示灯亮),待超滤液储槽液位升至最高点或纯水罐液位降至最低点时将自动开机,同时相应指示灯灭。

        纯水转移泵根据纯水槽液位,低水位自动停机,高水位自动开机。

        4

        清洗操作

        精密过滤罐根据进出口压差大小及时更换滤膜。

        5

        维护与保养

        定期更换滤芯,过滤器进出口压差不大于0.05MPa,系统出水量或出水水质大幅下降时,对系统进行维护清理。

         

         4  社会经济效益分析

           EDRO系统应用前,电泳漆不能充分回收利用,电泳系统运行需要补加纯水,电泳废水排放超标。采用EDRO系统后,实现超滤液分离,浓液和纯水可通过喷淋泵供生产线喷淋使用,达到节约电泳漆和纯水的目的,实现电泳漆高效应用,基本封闭电泳系统水循环,达到系统排放的目的。  

             1)提高电泳漆的回收利用率。未采取措施时,UF1排放的槽液COD浓度达到1800 mg/L以上,远超处理浓度上限800 mg/L,有必要进一步对超滤透过液进行处理,降低其固体含量,减少污染。EDRO系统能充分回收利用超滤透过液中的电泳漆,减少电泳废水的超标排放。经计算,我公司新建车架电泳涂装线得益于UFEDRO系统的应用,较老车架涂装线平均单车节约费用20多元,取得了良好的社会经济效益。

              2)节省纯水成本,减少电泳废水排放。在阴极电泳涂装系统中需要大量的纯水,EDRO制纯水水质好、制水成本低,产生的纯水可送入纯水储槽,用于工件喷淋,每天可以节约5 t纯水,基本无电泳废水排放。

        5   结语

            EDRO系统应用于车架涂装线,安装及调试难点在于各槽液间的液面平衡及电泳槽液参数调整,系统的顺利运行需要根据工艺要求制定详细的系统操作规程。EDRO系统应用后,能够提高电泳漆的利用率,降低纯水消耗,提高整个电泳循环系统的工作效率,实现车架涂装线电泳系统的排放,具有良好的社会经济效益。

        来源:现代涂料与涂装



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