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电泳漆超滤回收系统

[摘要]电泳涂装 专用超滤设备,提高电泳漆使用效率,提高表面镀件质量。本文讲述了管式、卷式、中空电泳超滤设备设计 选型;电泳超滤工艺过程;电泳超滤设备使用维护。

[关键词]电泳涂装 专用超滤设备 管式超滤 卷式超滤 中空纤维超滤 工艺 维护

  电泳涂装 专用超滤设备,提高电泳漆使用效率,提高表面镀件质量。电泳超滤设备设计 选型;电泳超滤工艺过程;电泳超滤设备使用维护。电泳涂装是一种新型的表面处理技术,在电场作用下,带电荷的电泳漆镀在金属的表面上,形成致密光洁的表面保护层,是涂装发展中最有前途的工艺之一。在电泳涂装过程中,被涂件要用大量去离子水洗才能进入烘房,被水冲走的涂料不仅造成资源的浪费,而且污染环境。另外,在电泳过程中,电泳槽中的电泳漆液的电导率会不断上升,影响到镀件质量。因此,一段时间后需要电泳槽中的漆液,用纯水重新配新的漆液。
 

     电泳漆超滤机是电泳涂装线中不可缺少的关键配套设备,它的作用有4个:

     (1)、回收由工件表面冲洗下来的电泳漆,避免由于带有漆的废水排放而造成的环境污染。
使用超滤透过液清洗粘附在被涂物上的电泳漆,其电泳漆回收率可达98%以上,这不但节约了电泳漆,而且减少污水处理量及费用。
   
     (2)、回收后的电泳漆再利用,可使企业节约30%的电泳漆购置费。   

     (3)、装置新生产的超滤水为出电泳槽工件提供冲洗用水,可形成闭路循环水冲洗系统。
满足闭路循环淋洗回收电泳漆的需要。如不使用超滤系统,回收率只有70%-80%。   

     (4)、通过适当排放超滤液,除去生产过程中带入电泳漆槽中的各种离子,稳定电泳漆工作液,提高涂膜质量。
   
      电泳漆系统中,漆液通过超滤器而循环,把透过膜的透过液来作为工位冲洗用水。

  
     漆液封闭循环方法如下:   
     电泳漆液通过泵从电泳槽打到小于20um的袋式过滤器或其它20um的预处理过滤器后直接进入超滤系统进行漆液浓缩,然而再回到电泳槽。

电泳漆超滤流程

电泳漆超滤流程

电泳漆回收超滤机主要应用领域:

l 汽车配件、汽车外壳的底漆

l 铝型材加工

l 灯具、灯架、箱包饰品等

l 眼镜架、手机外壳等等

中 空 纤 维 超 滤 器[ ↑ ]

中空电泳超器1     中空电泳超滤器2

 

    特别适用于小型电泳涂装线,成本低,更换方便,透过量大。

型 号

产水量(L/h) 工作重量(kg) 尺寸(mm) 其它参数
ZUF4-1 70 50 600*450*1600

压力:0.2MPa
温度:≤45℃
PH值:2-13

ZUF4-2 140 80 900*450*1600
ZUF4-3 210 120 1200*450*1600
ZUF4-4 280 150 1500*700*1600
ZUF4-5 350 180 1800*700*1600
ZUF6-4 480 200 1500*800*1600
ZUF6-5 600 230 1700*800*1600

  小型中空电泳漆超滤系统由1支膜——10支膜系统,透过量为80-800升,进漆量为1-10m3/h。系统包含超滤泵、超滤膜、过滤器、机架等,具体设备未列出,跟据需要实际配置。   

管 式 超 滤 器 [ ↑ ]

管式电泳超滤器

  管式超滤器具有不易堵塞、易清洗,适用于电涂沉积应用中。我厂生产的GUF系列内压膜管式超滤器和WUF型管式超滤器与同类产品比较具有占地面积小,膜面积大,结构紧凑,操作方便等优点,对国内外多家阴、阳极电泳漆匹配良好,多年来在用户中有良好的口碑。其运行性能与美国KOCH-ABRCO公司的同类产品接近。超滤(UF)器是电泳涂装线上的关键设备,现在广泛使用在电泳线上的有管式超滤器卷式超滤器。其用于电泳线上的主要目的在于:
 ①获得去离子水和漆的溶剂、助溶剂等;
 ②提供被泳件的喷淋用水;
 ③回收电泳件上带出的漆液,节省漆液用量;
 ④节约冲洗用纯水,而且有助于维持电泳槽的化学平衡,减轻纯水清洗后排放的废水处理负荷。
几种定型GUF型超滤器技术参数如下表:

型 号

膜面积(m2)

阴极电泳漆透过量(l/h) 阳极电泳漆透过量(l/h) 进料量(m3/h) 尺寸(mm) 操作压力(MPa)
GUF10 10 180 250 42-54 960*1300*3500

0.45

GUF35 35 650 850 70-90 1150*1900*3500
GUF50 50 900 1250 91-117 1150*2150*3500
GUF70 70 1250 1750 126-162 1150*2550*3550
GUF100 100 1800 2500 175-225 1150*3200*3550

卷 式 超 滤 器 [ ↑ ] 

卷式超器1     卷式泳超滤器2

卷式超滤器图片 卷式超滤器具有:
 ①膜面积大;
 ②器体结构紧凑;
 ③安装、维护简单;
 ④占地少;
 ⑤较其它超滤器能耗低等优点;
 但较管式超滤器易堵塞。
 近年来卷式超滤器在国内开始普及。我司采用美国KOCH、OSMONICS及HYDRANAUTICS公司高性能卷式超滤膜制作成套设备,专业从事卷式超滤膜的推广工作和提供高性能的卷式超滤系统。

几种定型卷式超滤器技术参数如下表:

  型  号

膜面积(m2)

透过液量(l/h)

进料量 
(m3/h)
尺寸(mm) 操作压力(MPa)
SUF-100 5.1 100 3.4-4.5 1600*800*1400/整机

0.4

SUF-200 10.2 200 6.8-9 1280*850*1400/清洗/控柜
SUF-400 20.4 400 13.6-18 1600*800*1400/清洗/控柜
SUF-500 23.2 500 15-20 1000*1000*1400/清洗/控柜
SUF-1000 46.4 1000 30-40 1400*1000*1400/清洗/控柜
SUF-1500 69.6 1500 45-60 1700*1000*1400/清洗/控柜
SUF-2000 92.8 2000 60-80 2000*1000*1400/清洗/控柜
SUF-2500 116 2500 75-100 2000*1000*1400/清洗
SUF-3000 139.2 3000 90-120 2300*1000*1400/清洗
SUF-3500 162.4 3500 105-140 2600*1000*1400/清洗
SUF-4000 185.6 4000 120-160 3000*1000*1400/清洗
注:“/清洗”指含膜清洗系统,“/控柜”指含控制柜
  电泳涂装技术以其独有的高生产效率,优质耐蚀的涂层,安全经济等优点,受到涂装界的重视。随时着新型电泳涂料的开发和涂装技术的进步,成其是阳离子型电泳涂料的阴极电泳技术的开发,现今有用电泳涂装法涂底漆的车身达90%以上,车箱、车架、车轮等已基本使用电涂涂装涂底漆或一次成漆。
  
  在电泳涂装过程中,被涂件要用大量去离子水洗才能进入烘房,被水冲走的涂料占所用涂料的30%左右,不仅造成资源的浪费,而且污染环境。71年PPG和Abcro公司联合将超滤法用电泳涂装,实现了完备合水循环系统,使电泳涂装工艺更为合理化,既节省劳动力,提高涂料利用率,又减少电泳废水的污染,还可稳定漆槽,工件涂层质量更为优良。超滤器已成为一个完整的电泳涂装系统中不可缺少的关键设备之一。
  
 超滤器及其特点
  
超滤器的设计,有三个基本要求:一是确保有足够的流量通过膜表面,同时尽可能紧密,在既定的体积内可容纳最大的膜面积。还要拆卸更换膜方便,易清洗等等。常见的超滤膜有管式(又分内丈夫,外压两种),板式,中空纤维式(也分内外压两种),卷式四种。从实际应用效果来看,卷式和中空对预处理、漆的管理要求严格,自动化水平要求高,而板式装卸、密封、维护较困难。下表展示了不同类型超滤器及组件在电泳涂装上应用的优缺点。
表1:不同类型超滤器优缺点对比
 
对  比 管  式 中空纤维 板式 卷式
项  目 内压 外压 内压 外压
预处理要求 很高
清洗难易度 较易 较易
动力消耗
操作维修难易度 较易 较难 较难 较难
占地面积大小 较小 较小 较小 较小

  
 电泳漆用超滤膜及其组件
  
超滤膜的性能是超滤系统的核心。超滤器是否充分有效的发挥效应,关键在于超滤膜的性能好坏,即超滤膜的透过速度,截留率,寿命及耐化学药品性能等是否达到设计指标。
  1、 阳极电泳(阴离子型)用超滤膜
  阳极电泳漆用超滤膜的透水速度,截留率,使用寿命,对阳极漆种的适应性等指标国产超滤膜均与国外同类产品水平相当,而今阳极电泳线上配套的超滤器国内基本上不进口,多采用国产超滤膜。

    2、 阴极漆(阳离子型)用超滤膜
  随着当今阴极电泳漆的迅速发展,与之相适应的超滤膜一直是膜工程人员研究重点。由于阴极电泳漆固含量高,主要成份为水溶性高分子涂糕点和极细的颜料,吸附性较大,污染力较强,造成超滤膜极易堵塞、衰减。为此国外一般选用具有与阴极漆基相同电荷 的荷 正电超滤膜来超滤阴极漆。在超滤过程中,借助杜南效应,静电排斥,减轻漆对膜面的污染,增加透过速度,延长膜的使用寿命。
 

超滤器在电泳漆超滤中的几个影响因素。
  
1、 漆液流速
  超滤过速度是由膜面溶质逆向扩散速度所控制的,漆液在膜管流动时产生浓差级化是影响透过速度的主要因素,浓差极化强度取决于膜面漆液的流速,只有当膜面流速致使漆液从层流转入紊流状态时,才能冲破轴向流动边界层厚度,极化程度得以改善,管过速度得以提高。漆液的流动状态是雷诺准数(Re=duρ/μ d指膜管直径, μ、ρ分别代表漆液粘度、密度,u指漆液流速来决定,当Re>3000时流动脱离层流进入紊流状态,理论上u越大,浓差极化会越小,但u过大,动力消耗会增加,通过计算适宜膜的流速u在3-5m/s。超滤循环泵的流量选型依据便是根据此膜面流速来定的。

2、 压力
  压力不是透过速度的决定因素,但试验表明透过速度在一定范围内与压力成一定的正比关系。在NG超滤器中,要保持正常的流动状态,必须使每排管路压力降ΔP到2.5-3kg/cm2左右。进口压力在3.5-4.0kg/cm2为宜,不能小于3kg/cm2。这也是超滤循环泵压头的确定依据。

3、 温度
  温度升高,漆液粘度降低,其扩散系数增大,透过速度会增加。但温度过高,会使涂料丧失稳定性,建议保证漆液稳定的情况下,在温度上限运行,会增加透过量。

4、 漆液浓度
  实践表明漆液浓度对透过速度影响是很大的,当漆液浓度高时,胶层的浓度差很小,扩散速度慢,透过量就小。在工艺许可条件下,降低漆液浓度得一较好漆膜时,就尽可能用浓度低的漆液进行电泳,这时获得较多的超滤液是有利生产的。

超滤膜的污染及预防
  
任何超滤膜均是有一定使用时限,膜的自然衰减和污染是不可避免的,膜的使用寿命主要由运行中膜污染的周期及程度而定。
膜污染分轻度污染和深度污染。膜自身构造没有变化,但因堵塞或形成附着层,使膜通量降低导致的污染称轻度污染。如果膜本身由于化学作有、物理作用、生物作用使膜的构造超了变化,从而造成功能下降称深度污染,如膜长时间放置干涸收缩,未防腐使细菌繁殖,或运行中严重浓差极化不及时处理而严重粘附堵塞等,一般污染通过清洗可恢复,深度污染难以复原。
在电泳漆超滤过程中及漆液管理方面有以下因素导致膜污染。

1、 漆液低流速运行。
  前节已说明膜面流速是透过速度的决定因素。当超滤膜面流速下降时,胶层厚度会增加,长时间低流量流速运行透过量会逐步降至零点。运行中过滤袋堵塞,管道阀门阻塞,循环泵流量不够等均可能引起。

2、 超滤器高浓度高温度运行。
  这种情况最易在补给式的超滤系统中出现,在这种循环方式中若补给量供给不足,循环系统的漆液就会浓缩、温度要上升,其结果导致通量急剧降低,严重时不能恢复。

3、 超滤器停机时置换不完全。
  通常超滤器在运行中,遇停水、停电、放假,倒槽等特殊因素停机时,要用超滤液(或配液溶剂水)挤出膜管内的漆液。若漆液直接存入管内或未彻底置换,电泳漆便会沉淀下来,粘附在膜面上,再运行时透过量会显著降低。

4、 电泳漆管理
  若电漆成份处于正常的PH值、温度、固体份,电导率等管理值以个,或机关报加漆未熟化好等,漆液分散会不稳定,极易在膜上凝结成块导致阻塞。

5、 前处理带来的影响。
  从前处理工程带来的一些物质,也会发生失去漆液稳妥定性的影响,特别是带进完整价,三价离子如PO43-等对漆液影响很大,超滤膜会被子那些凝聚物如Pb3(PO4)2等污染。
6、 碳酸铅的析出
  一般电泳漆中均会有铅,Pb2+和空气中的碳酸起反应生成碳酸铅,有时会在膜央上析出。若电泳漆中的铅管理不好,达不到衡导PbCO3析出于膜面会使超滤膜劣化。而难以恢复。为减轻膜污染,不造成深度污染,采取以下预防措施是必要不的。
  A、 建立超滤器运行档案,每天对超滤器进出口压力,透过速度,截留率作记载,有异常及时处理;同时也应做好漆液的管理档案、漆温、浓度、PH值杂离子数等,便于超滤器异常时分析查找原因,对症下药。
  B、 超滤器前配备精密过滤系统,经常性清理过滤袋网。保证管道及超滤器流道通畅,避免机械或其他杂物损伤、污染膜面或堵塞膜管。
  C、 超滤系统设计时注意循环泵流量,压头符合超滤器的需要,注意在补给式循环超滤时发生浓缩,补给量约为设定透过量的20-40倍,在超滤系统管道上禁止连的接搅拌、换热器、冷凝器等设备,保证通过超滤器的漆淮有正常的压降及膜面流速。
  D、 膜长时间不用时注间防腐水密封,关停机一段时间时要及时清洗、水封,保证膜面湿润。

六、 电泳漆用超滤膜的清洗及维护。
  
既然有膜污染,就要有解瘊的办法,首先做到预防为主,尽量延长污染周期,产生污染后要及时清洗。超滤器新膜运行几天后,透过速度会有一定稳定值,当这值降到70%左右时,就必须进行清洗。
  清洗药品基本使用电泳漆液中的溶剂,中和剂等。清洗操作,使用超滤系统内的清洗操作回路,循环运行进行,清洗时操作条件可与正常运转时相同。
  如果透过量在短时间内急剧下降,说明膜已被严重污染,先查透过量突减原因,排除故障后,配清洗剂洗涤超滤器。清洗剂由厂方提供配方,清洗间6小时左右。
  为了更有效地发挥膜的功能,延长膜的使用寿命,一种行之有效的方法是按上述步骤将漆液完全顶回电泳槽。在生产间歇,如周末有超滤透过液循环一液或几小时是非常有益的
 

 

 

 

 

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