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清洗行業中幾個重要領域及其問題

發布時間: 2019-08-18 21:43   3917 次瀏覽
清洗行業中幾個重要領域及其問題
  1.ODS清洗劑
  ODS是消耗臭氧層物質(ozonedepletingsubstance)的縮寫.ODS在清洗行業中是指CFC—113、TCA,CTC三種清洗劑.ODS在中國清洗行業中具有特殊的重要意義:由于淘汰ODS.才引出了"中國清洗行業"的概念;淘汰ODS活動的不斷開展.也加速和帶動了清洗行業的快速發展.
  在精密工業清洗以及衣服干洗等民用清洗領域,ODS清洗劑和清洗設備的使用非常普遍.幾乎涉及所有工業領域。據調查,全國有近萬家企業.其中大部分是小消費企業,總用量超過1萬噸.
  眾所周知,臭氧層的破壞,是當今人類社會面臨的為嚴重的環境問題之一.為了保護臭氧層。國際社會于1985制定了<關于保護臭氧層的維也納公約),1987年制定了<關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書).中國政府于1989年12月加入了<維也納公約),1991年6月加入了<蒙特利爾議定書).按照2000年3月得到聯合國多邊基金執委會批準的<中國清洗行業整體淘汰ODS計劃),多邊基金資助中國政府5200萬美元,幫助中國清洗行業全面淘汰ODS清洗劑。中國將于2003年12月終止CTC作為清洗劑的使用;于2005年12月停止CFC-113清洗劑的生產和使用;于2009年12月終止TCA清洗劑的使用.
  2。精密清洗設備
  中國精密清洗設備的制造起步于20世紀90年代.之前,全國僅有幾家小型的生產企業.在中國超聲波清洗設備領域,波達公司曾經占有非常重要的地位.90年代初.原電子部611廠的一個車間到深圳與外商合資成立了深圳波達公司.由于采用了國外比較新的技術和材料,生產的超聲波清洗機迎合了當時大量新建生產企業需求,產品供不應求,企業急劇膨脹.今天活躍在該領域的大多數企業,都與波達有著或多或少的關系,甚至現在很多企業的老板都曾經是波達的員工。像目前國內******的深圳聯合。和科達??苽ミ_,科威信.現代等.據了解.當時波達的構成也比較復雜.既有國有企業,也有外資,還有金融機構,可以說,波達代表了中國精密清洗設備發展初期的一個縮影.
  精密清洗設備是一種典型的非標準專用設備.要依據不同用戶的要求進行設計生產.清洗同樣的產品,因為企業不同,投資不同,甚至使用場地不同,生產的清洗設備***可能有很大的差別。這種特點也決定了清洗設備一直性能差,難以統一標準等諸多問題.同時.大部分企業是1995年以后出現的,通常是幾個人籌到一點資金。拉到一個定單***設立公司.因此普遍存在投資少、加工手段簡陋.清洗工藝落后的先天不足.這些企業主要為了生存而奔波.顧不上考慮技術改造和技術******.長期以來,企業在低價位惡性競爭,產品技術含量低.缺乏高技術附加值,用戶普遍反映存在機械加工公差大。外觀粗糙。質量差,關鍵部件容易損壞等問題.
  還有很多企業現在仍在使用上世紀90年代初波達引進的超聲波電源和振頭,也***是國外70年代的技術.這種技術生產的產品使用龐大的鐵芯變壓器降壓.再用很大的電感和電容整流濾波.三極管振蕩變頻,******性差,容易出故障,效率極低,輸出頻率不穩定.這在數字技術和開關電源非常普及的今天,與所處的高技術產業極不相符.甚至有很多企業根本不知道超聲波清洗的基本機理,不知道究竟有多少能量轉換成為超聲能,很多企業標出的超聲波功率可能只是電源的輸入功率.對于不同的清洗對象.什么是工作頻率,溫度、時間.以及與溶劑的匹配,沒有人去研究。對于清洗效果缺乏理論研究和技術實驗依據,很多企業都是以能否洗干凈為目標,依靠傳統的經驗來設計.行業整體技術狀況令人擔憂.
  另一方面.市場的巨大需求.給這些粗獷型的企業發展創造了機遇,設備產量和產值每年都在成倍增長,幾個企業也脫穎而出,成為行業骨干。針對用戶反映強烈的上述問題.
  2001年.四家國內的清洗設備制造企業通過強強聯合.優勢互補的方式,共同組建了深圳聯合環保設備有限公司。運用統一設計、集中采購、統一規范標準等手段,避免了清洗工藝落后。假冒偽劣材料和部件、加工粗糙等突出問題.降低了成本,******了質量,制造出******的清洗設備,從根本上解決了以往國產設備外觀粗糙,******性差的問題.也扭轉了以往國際援助項目基本采用國外設備的局面,為清洗行業計劃的實施在國內打下了設備方面的基礎.聯合公司的出現標志著我國清洗設備行業一個新起點.
  3.清洗劑
  溶劑是一個很大的范疇,種類繁多,包括無機和有機兩大類.無機溶劑包括無機酸.鈉鹽,磷酸鹽、硅酸鹽等有機溶劑包括有機酸,烴類(石油類)、氯化物、氟化物,溴化物.醇類、聚硅氧烷。萜烯等.
  清洗劑的分類方法也很多,各國都不盡相同,我們通常分成水系,半水系、非水系清洗劑三大類.
  (1)水系
  水是重要的清洗劑,有著其它任何清洗劑無法替代的作用和地位.普通的水很容易從自然界中得到,水有很強的溶解力和分散力.但是水的表面張力大.在使用中需要添加表面活性劑,以減小表面張力,增加表面濕潤性.在一般工業清洗中,酸,堿和水的配合比較常見,有些金屬用水洗要加入防銹劑;在精密和超精密工業清洗中.大部分要求將水制成純凈水。通常以電阻率來衡量水純度.半導體工業要求在18MΩ?cm以上.而TN型液晶生產10MΩ?cm***可以了,還有一些行業對細菌含量要求很嚴.
  近幾年,我國部分地區嚴重缺水,對清洗用水提出了挑戰。有的城市已經嚴禁用普通水洗車,而只能使用回收的中水,或者霧化水的節水設備。在精密工業清洗中,制備純水費用昂貴.水洗必然要加熱和烘干.增加很多漂洗工位.耗能大,運行成本通常比溶劑洗要高;另外,以往大量的含有化學活性劑和污垢的廢水未經處理***直接排放.有些還挾帶了毒性很大的重金屬,嚴重地污染了環境,必須增加污水處理設施.
  (2)半水系
  半水系清洗劑也叫準水系清洗劑,是由高沸點溶劑及活性劑等組成.如醇類.乙二醇酯,有機烴類,N—甲基吡咯烷酮等.通常含有5%一20%的水分,一般不易燃燒.但加溫清洗時.水含量控制不當.可能產生燃燒現象.半水系清洗與溶劑洗有一些不同.它的清洗原理是剝離去除.而不是溶解.為了防止已經剝落的油污再附到被清洗物上,清洗液要連續地循環,并增加油水分離器.半水洗通常清洗效果很好,但運行成本較高.廢液不能再生回收,重復使用,含COD(化學耗氧量)較高,需要進行廢水處理.
  (3)非水系
  非水系清洗劑是指不溶于水的有機溶劑.精密工業清洗使用的非水系清洗劑主要是烴類(石油類)、氯代烴,氟代烴.溴代烴。醇類。有機硅油、萜烯等有機溶劑.
  衡量溶劑的主要指標有KB值(貝殼松脂丁醇值),AP(苯胺點)、SP溶解參數)。表面張力。密度、粘度,沸點.閃點、暴露濃度等參數.KB值很高,也***是溶解力很強的溶劑,不一定是好的清洗劑.一個好的精密工業清洗劑必須具備以下條件:
 ?、倩瘜W性能穩定,不易與被清洗物發生反應;
 ?、诒砻鎻埩驼扯刃?,滲透力強;
 ?、鄯悬c低,可以自行干燥;
 ?、軟]有閃點,不易燃;
 ?、軰B值不應太高,避免與被清洗物相溶;
 ?、薜投拘?,使用安全:
 ?、叻荗DS和低GWP值(全球變暖潛能值).環保.
  如果不考慮上述第7條.的清洗劑***是CFC-113和TCA.它們的化學穩定性好,可以長期保存不變質;對絕大多數金屬.塑料。漆均無作用,不會發生溶解現象沒有閃點,低毒,使用安全;表面張力小、滲透力強,清洗能力強;沸點低,蒸發速度快,清洗過的工件可以自行干燥,一般不需要烘干,因而被廣泛應用在各種工業清洗中.但惟一的缺點***是破壞臭氧層,因而正在被逐步禁用,我國生產CFC-113清洗劑的企業現在只有常熟3F一家,產量從2000年的4800噸逐年遞減,到2005年12月將減為零,******停止生產和使用.
  4。替代清洗劑產品
  雖然世界各國都開發了各式各樣的替代晶,但目前世界上還沒有找到一種能夠和CFC-113相媲美的替代清洗劑,它們都存在這樣那樣的問題,現在正在使用的主要替代產品有;
  (1)烴類
  只含有碳和氫兩種元素的烴類溶劑,在日本也叫作碳化水素或碳氫溶劑。根據其分子結構的不同,現在已經開發了多種性能的產品,日本使用比較廣泛.該類清洗劑的優點是:非ODS,對油污的洗凈力強.滲透性好.無味或微臭,毒性?。畯U液處理容易.可再生利用,價廉;缺點是有一定的易燃易爆性,干燥慢,對清洗設備要求高,一次性投入大。目前比較理想的是采用真空清洗方式,降低其表面張力,提高清洗能力,后再使用真空干燥.設備造價很高,操作比較復雜,效率相對較低.
  (2)氯代烴溶劑
  現在使用的氯代烴清洗劑主要是三氯乙烯,二氯甲烷以及四氯乙烯.該類溶劑被廣泛應用于清洗領域,主要是有以下優點和特征:
  很低的ODP值(臭氧耗減潛能值).O.005-0.007.幾乎不會破壞臭氧層;在一般條件下使用具有不燃性。沒有火災或******的危險(二氯甲烷在長時間強烈光照下可能******);對金屬加工油.油脂等油污的溶解力大.對塑料和橡膠也可產生膨潤或溶解:其粘度及表面張力小,滲透力強,可滲透狹小縫隙,******溶解清除附著污物;沸點低,蒸發熱小,適合蒸汽清洗,清洗后可以自行干燥;廢液可通過蒸餾分離,循環使用;可使用與CFC-113和TCA相同或相近的清洗工藝和設備,操作簡單,效率高,運行費用低;缺點是毒性較高,一般在空氣中的含量限制在為50PPM以下;有些勞動保護條例對使用它有明文限制;現在一些歐洲國家限制進口和使用這類含氯清洗劑的產品.
  (3)溴代烴溶劑
  近幾年.在美國,日本有溴系清洗劑面世.并在電子工業,航空工業。汽車工業,家電領域大量使用.據報道.波音飛機部件***是選用該類清洗劑清洗.溴系清洗劑的主要成分是高純度的正溴丙烷(NPB).其性能可以與CFC-113和TCA相媲美.主要技術參數與TCA幾乎******一樣,濕潤系數更好,對于金屬零件的清洗能力更強.沒有閃點,可以重復回收使用,運行成本很低。替代CFC-113和TCA,工藝******一致,幾乎不需要更換設備.只需要調整一下蒸洗溫度***可以了,也被稱為是"第三世界的替代清洗劑".溴系清洗劑的ODP為0.006,在大氣中壽命為11天,幾乎沒有GWP值.關于毒性還有爭論,聯合國環境規劃署(UNEP)已經組織進行了5年多的實驗.實驗結果與理論分析有很大差異.美國環保局在2002年3月27日發布的政策中明確接受NPB作為溶劑用于清洗、氣霧和膠粘劑.但是目前由于對其毒性尚無確切的數據,在使用中應當控制在空氣中的暴露濃度.
  由中國液晶協會和清華大學液晶工程技術中心承擔的<液晶行業替代清洗劑的實驗與研究)項目.根據工作計劃,液晶中心對各種潛在的替代清洗劑進行了清洗效果試驗和分析.依據實驗結果,發現HEP-2清洗劑(主要成分是NPB)比較理想,并于2001年4月提交了階段報告,并提出初步的設備改造方案。在此基礎上,液晶中心按照HEP-2的工藝特點。設計定制了一臺專用的清洗設備.進行HEP-2對液晶屏的批量清洗試驗.并對清洗后的液晶屏進行******性等多重測試,再次驗證HEP-2對液晶屏的清洗效果以及******性影響.并確定終的批量清洗替代工藝方案以及終報告.終結果證明.所選用的HEP-2清洗劑,配合自行設計的全自動清洗設備,******可以達到原來使用CFC-113的清洗效果.而且采用HEP-2清洗劑比CFC-113清洗效率提高.單個工序從15分鐘縮短到5分鐘;采用重新設計的雙冷凝區。全密封全自動清洗機,除上料和下料外.設備自動完成每個工序的清洗.設備工藝參數與原有設備接近,替代方便;而生產效率.產品一致性大幅度提高;工人的工作環境******改善,不需要直接接觸化學溶劑,避免了可能發生的化學中毒.勞動強度下降;同時,清洗劑基本上被冷凝回收,消耗量大幅度下降,可以大幅度降低使用成本.
  同時,在壓縮機和電真空領域,替代實驗也已經完成,特別是通過了壓縮機冷媒和潤滑油的相溶性實驗,開始在壓縮機行業批量使用.電真空行業協會組織的實驗也已經完成,結果******可以滿足要求.報告正在完成之中.
  在我國生產HEP-2項目已經正式得到聯合國多邊基金的批準,國家環??偩终诮M織有關單位在國際履約環保產業園內實施該項目,屆時,HEP-2將成為我國ODS清洗劑的主要替代品.
  (4)有機氟化物(HCFC、HFO,HFE、PFC)
  替代CFC-113的氟系清洗劑主要有HCFC(含氫氟氯化碳)、HFC(含氫碳氟化物).HFE(氫氟醚),PFC(全氟化碳)等。其中HFC,HFE,PFC本身不具有清洗力,需要和其它化合物組合后才能使用。該類清洗劑具有與CFC-113接近的清洗性能,穩定。低毒。不燃.安全******,但是通常******昂貴.HCFC對臭氧層有一定的影響,現在大量使用的有HCFC-141B.HCFC-225.屬于過渡性替代品,終還要被禁用;HFC和HFE類清洗劑過于穩定.在大氣中的壽命高達數千年甚至幾萬年.是非常厲害的溫室氣體.在<京都議定書)正式生效以后,可能也要被限制使用.
  (5)天然有機物(植物系)
  從植物中提取的烴類有機物品種很多,目前使用較多的主要有松節油和檸檬油.松節油是一種比較有代表性的植物系烴類溶劑.存在于天然的松脂中.將松脂蒸餾,餾出物***是松節油,固體剩余物***是松香.主要成分是和蒎烯,其溶解能力介于石油醚和苯之間.沸點和燃點較高,使用安全性較好.?
  檸檬油是由柑橘。柚子.檸檬類水果皮中蒸餾提煉得到的一種烴類溶劑.主要化學成分是叫苧烯(甲基丙烯基環己烯)的單環萜烯,組分很復雜.沸點為175.5—176℃,物理性能與松節油相似,具有柑橘(檸檬)水果香味.檸檬油本身不溶于水.添加活性劑后與水任意比例混配。它的去油脫污能力很強。在美國應用很廣泛.包括機械加工。車輛維修去油污清洗,保齡球道的清洗,油罐清洗.電子部件清洗等.特別是它來自*********水果,被美國FDA認定可以作為食品添加劑.不用擔心殘留,并被證明具有殺菌作用,被應用到食品加工機械.餐具的清洗。啤酒罐的清洗等直接與飲食相關的領域,在民用和家庭清洗領域也具備良好的應用前景.柑橘油對油脂的相溶性很強,通過棉紗過濾,可以將油污分離.重復使用.廢液可以生物降解,不會造成污染,環保費用低.缺點是去油和溶解能力太強.直接接觸皮膚會造成皮膚脫油干燥;不能直接清洗有漆的物件和很多種塑料、橡膠,容易造成油漆脫落和溶解.日本曾經用該類溶劑融化一次性餐具盒和包裝用泡沫塑料,也***是白色垃圾,溶解力很強.
  我國有關單位已經開始植物系清洗劑的研究和應用.惠州艾貝爾清洗技術有限公司從1998年開始,從美國引進柑橘油清洗劑和相關的清洗技術,并開發生產了配套的專業清洗設備.在機械加工等領域進行了推廣應用.
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