優(yōu)化工業(yè)清洗效果案例分析

　　根據(jù)長期積累的經(jīng)驗可知，通過油分離器、離心機、微濾或超濾回收清潔劑來實現(xiàn)削減清潔劑的消耗的目的，效果往往不佳。清潔劑是促凈劑和表面活性劑結合的產(chǎn)物(常規(guī)清潔劑)。

　　在新的組分化清潔系統(tǒng)中，促凈劑和表面活性劑為獨立添加的。這使得我們可以根據(jù)實際的需要，有針對性地調(diào)整清洗液劑量，確保良好的清洗效果、回收質(zhì)量。

　　為了達到良好的清潔質(zhì)量、清潔劑回收以及掌控清洗過程，就需要高濃度、具有反乳化作用的液態(tài)清潔劑組分。

清洗系統(tǒng)

　　在使用傳統(tǒng)清洗劑過程中一個經(jīng)常遇到的問題就是：由于表面活性劑的消耗比促凈劑的消耗高很多，在添加清洗劑時無形的使促進劑的含量大大增加而引起的鹽效應。

　　由于用離心機、油分離器或者橫流式過濾回收清潔劑過程中，大多數(shù)的促凈劑會被回收，這使得消耗差距拉大，這種鹽效應就變得更為顯著。

　　因此要延長清洗槽液壽命，必須盡量減少上述的鹽效應:這就是組份化清洗劑。

　　傳統(tǒng)清潔劑在使用回收設備時出現(xiàn)的問題如圖1 a,b所示。

　　圖1a：按照傳統(tǒng)方法添加清洗劑會使促凈劑含量增加：

　　為了保持清潔槽的清潔能力，傳統(tǒng)的清潔劑的用量增加會導致清洗液中促凈劑含量的增加。

　　圖1b：如果促凈劑濃度保持不變,表面活性劑的濃度相對減小,因此清洗能力下降。

　　圖1c:模塊化清洗的劑量：促凈劑濃度和表面活性劑濃度保持不變。

　　單一表面活性劑在清洗槽中的消耗量會因為包裹不同數(shù)量、不同種類的油而不同。在一個宏觀角度講，表面活性劑的濃度比促凈劑濃度下降得更快。

　　圖1 c顯示了模塊化清洗系統(tǒng)的濃度變化。

　　促凈劑和表面活性劑的濃度的理想比例，可以通過分別添加促凈劑組分和表面活性劑組分實現(xiàn)。根據(jù)污染物的成分不同調(diào)整堿的成分，根據(jù)清洗槽的分析結果來調(diào)整表面活性劑成份。促凈劑和表現(xiàn)活性劑組分的基本組成如下所述。

原材料

　　選擇促凈劑和表面活性劑的原材料的主要參數(shù)

　　?清洗能力

　　?環(huán)境毒性

　　?過慮裝置的標準濾膜、超濾膜的滲透性

　　促凈劑組分：氫氧化鈉、磷酸鹽、硼酸鹽和柔和的絡合劑例如有機酸，被結合得到適用于不同材料的促凈劑組分。例如一個中性促凈劑組分(pH值7)適用于鋁和黃銅，強堿性組分(pH值14)適用于鋼和鐵。促凈劑組分是不含硅酸鹽的。因為硅酸鹽會阻塞微濾膜或超濾膜(硅酸的形成取決于pH值)。所有促凈劑的回收率占其組分的80%~90%。

表面活性劑組分

　　表面活性劑組分具有低親油性，是非離子表面活性劑。由于反乳化作用，他們不會像乳化清潔劑一樣把油包裹。根據(jù)清洗工廠不同，表面清潔劑組分有浸泡清洗法，也有噴淋清洗法。表面活性劑組分的回收率取決于要去除的油的類型(例如礦物油、潤滑劑等)和使用哪種清潔方法。浸泡型表面活性劑的回收率是50%~80%之間，噴淋型則不同，在30%~50%之間(濁點)。

回收設備

　　油分離器:未被乳化的脂肪、油脂可以從清洗液中被除去，即利用不同比重的原理分離出反乳化表面活性劑。較輕的油相在油分離器的上部積累，非油相包括促凈劑和表面活性劑組分就引流回清洗液中。

　　圖二：油分離器

　　交叉流過濾：孔隙大小為12μm到0.2μm的微濾膜和大小從100納米到4納米的超濾膜用于清洗液中的油分離。

　　促凈劑和低親油性的反乳化表面活性劑可以通過濾膜，之后被引流回清洗液(滲透)。油相中剩下的殘留物亦可被收集。

圖三過濾

分析

　　分析控制清洗液成分---促凈劑和表面活性劑--對回收意義重大。

　　分析促凈劑組分：促凈劑的濃度可以容易的通過容量分析(滴定)或者光度法測定磷酸鹽濃度得到。

表面活性劑的分析:

　　1、 舊的分析方法：在開始階段，通過HPLC確定(HPLC=高效液體色譜法)，然后由此得到回收比例和固定添料的配比。分析參數(shù)如下圖所示(圖四)

圖四

　　2、 新的分析方法：使用氣泡法動態(tài)表面張力儀測試，能更快速地得出表面活性劑濃度的結果。

　　水與表面活性劑混合(左)和孤立的表面活性劑的峰值(右)的色譜(HPLC)

　　縱列柱:250毫米x 4毫米ID:填充: 倒相柱 7 C18

　　流動相:甲醇/水85/15

　　壓力:150bar溫度:室溫

　　檢測方法:折射指數(shù)(RI)

實例

　　清洗車間浸泡清洗(5個清洗槽)

　　由黃銅或者鋼制成的小部件被裝進篩子里經(jīng)過清洗廠配備5個清洗槽清洗。每個篩子被清洗過后再進入下一個清洗槽，前兩個清洗槽是用于清洗，剩下三個用于漂洗。

　圖五　清洗廠的浸泡清洗方法

出現(xiàn)情況：

　　?污染:30 - 130毫克/公斤

　　?要求清洗質(zhì)量(殘余污染):10毫克/公斤

　　?必須使用不同的清潔劑

　　?清洗槽液壽命：2周

　　?需增加額外的清洗步驟以達成要求的清洗質(zhì)量

解決方案:

　　在清洗池1和2中安裝超濾膜(陶瓷膜;孔隙大小0.2μm)

　　使用反乳化清洗劑(濃度:3%促凈劑組分;0.3%的表面活性劑組分)。

改善后：

　　?促凈劑組分(3.8%)和表面活性劑組分(0.25%)的濃度能保持恒定。

　　?清洗槽1大部分的油被清除(石油含量(200 - 3000 mg / l))

　　?清洗槽2的含油量(50毫克/升)

　　?原來殘留污染10 mg/kg已下降至大約3 mg/kg，達到要求。

　　?將槽液壽命增加到超過三個月

　　備注：現(xiàn)時德國SITA公司提供的污染度儀Conspector能直接量化測試出槽液的污染度，用于優(yōu)化清洗效果和延長清洗槽壽命。

德國SITA污染度檢測儀

　　噴淋清洗廠(3個清洗槽)

　　鋼制零件在這三個清洗槽中噴淋清洗。清洗過程設定在這清洗槽1和2中。第三個槽用于鈍化。所有槽按照槽3到槽1的順序來排列

　　圖六：噴淋清洗廠的清洗方式

出現(xiàn)情況

　　?清潔槽中油含量過高造成清潔質(zhì)量差

　　?泡沫太多

　　?槽液壽命短：3~4周時間

解決方案：

　　清洗槽上安裝可移動超濾膜，使用頻率為5天/月。

　　更換清潔劑，包括一種反乳化中性清潔劑(濃度1%-2 %)組份和噴淋表面活性劑組分。

改善后：

　　?清洗質(zhì)量升高，油含量明顯下降

　　?沒有泡沫過多的問題

　　?槽液壽命增加到超過22周