优化工业清洗效果案例分析.docx

优化工业清洗效果案例分析Karl Brunn, Ulrike Kunz, Surtec Germany 翁开尔公司技术支持工程师 Edward翻译　　　在使用传统清洗剂过程中一个经常遇到的问题就是：由于表面活性剂的消耗比促净剂的消耗高很多，在添加清洗剂时无形的使促进剂的含量大大增加而引起的盐效应　　由于用离心机、油分离器或者横流式过滤回收清洁剂过程中，大多数的促净剂会被回收，这使得消耗差距拉大，这种盐效应就变得更为显著因此要延长清洗槽液寿命，必须尽量减少上述的盐效应:这就是组份化清洗剂传统清洁剂在使用回收设备时出现的问题如图1 a,b所示　　图1a：按照传统方法添加清洗剂会使促净剂含量增加：为了保持清洁槽的清洁能力，传统的清洁剂的用量增加会导致清洗液中促净剂含量的增加图1b：如果促净剂浓度保持不变,表面活性剂的浓度相对减小,因此清洗能力下降图1c:模块化清洗的剂量：促净剂浓度和表面活性剂浓度保持不变　　单一表面活性剂在清洗槽中的消耗量会因为包裹不同数量、不同种类的油而不同在一个宏观角度讲，表面活性剂的浓度比促净剂浓度下降得更快　　图1 c显示了模块化清洗系统的浓度变化　　促净剂和表面活性剂的浓度的理想比例，可以通过分别添加促净剂组分和表面活性剂组分实现。

根据污染物的成分不同调整碱的成分，根据清洗槽的分析结果来调整表面活性剂成份促净剂和表现活性剂组分的基本组成如下所述原材料　　选择促净剂和表面活性剂的原材料的主要参数　　•清洗能力　　•环境毒性　　•过虑装置的标准滤膜、超滤膜的渗透性促净剂组分：　　氢氧化钠、磷酸盐、硼酸盐和柔和的络合剂例如有机酸，被结合得到适用于不同材料的促净剂组分例如一个中性促净剂组分(pH值7)适用于铝和黄铜，强碱性组分(pH值14)适用于钢和铁促净剂组分是不含硅酸盐的因为硅酸盐会阻塞微滤膜或超滤膜(硅酸的形成取决于pH值)所有促净剂的回收率占其组分的80%~90%表面活性剂组分:　　表面活性剂组分具有低亲油性，是非离子表面活性剂由于反乳化作用，他们不会像乳化清洁剂一样把油包裹根据清洗工厂不同，表面清洁剂组分有浸泡清洗法，也有喷淋清洗法表面活性剂组分的回收率取决于要去除的油的类型(例如矿物油、润滑剂等)和使用哪种清洁方法浸泡型表面活性剂的回收率是50%~80%之间，喷淋型则不同，在30%~50%之间(浊点)回收设备油分离器:未被乳化的脂肪、油脂可以从清洗液中被除去，即利用不同比重的原理分离出反乳化表面活性剂较轻的油相在油分离器的上部积累，非油相包括促净剂和表面活性剂组分就引流回清洗液中。

图二：油分离器　　交叉流过滤：孔隙大小为12μm到0.2μm的微滤膜和大小从100纳米到4纳米的超滤膜用于清洗液中的油分离促净剂和低亲油性的反乳化表面活性剂可以通过滤膜，之后被引流回清洗液(渗透)油相中剩下的残留物亦可被收集图三分析　　分析控制清洗液成分---促净剂和表面活性剂--对回收意义重大　　分析促净剂组分：促净剂的浓度可以容易的通过容量分析(滴定)或者光度法测定磷酸盐浓度得到表面活性剂的分析:　　1、 旧的分析方法：在开始阶段，通过HPLC确定(HPLC=高效液体色谱法)，然后由此得到回收比例和固定添料的配比分析参数如下图所示(图四)图四　　2、 新的分析方法：使用气泡法动态测试，能更快速地得出表面活性剂浓度的结果　　水与表面活性剂混合(左)和孤立的表面活性剂的峰值(右)的色谱(HPLC)纵列柱:250毫米x 4毫米ID:填充: 倒相柱 7 C18　　流动相:甲醇/水85/15　　压力:150bar温度:室温检测方法:折射指数(RI)　　气泡法表面张力仪实例　　清洗车间浸泡清洗(5个清洗槽)由黄铜或者钢制成的小部件被装进筛子里经过清洗厂配备5个清洗槽清洗每个筛子被清洗过后再进入下一个清洗槽，前两个清洗槽是用于清洗，剩下三个用于漂洗。

图五清洗厂的浸泡清洗方法出现情况：　　•污染:30 - 130毫克/公斤　　•要求清洗质量(残余污染):10毫克/公斤　　•必须使用不同的清洁剂　　•清洗槽液寿命：2周　　•需增加额外的清洗步骤以达成要求的清洗质量解决方案:　　在清洗池1和2中安装超滤膜(陶瓷膜;孔隙大小0.2μm)　　使用反乳化清洗剂(浓度:3%促净剂组分;0.3%的表面活性剂组分)改善后：　　•促净剂组分(3.8%)和表面活性剂组分(0.25%)的浓度能保持恒定　　•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)　　•原来残留污染10 mg/kg已下降至大约3 mg/kg，达到要求　　•将槽液寿命增加到超过三个月备注：现时德国SITA公司提供的污染度仪Conspector能直接量化测试出槽液的污染度，用于优化清洗效果和延长清洗槽寿命　　喷淋清洗厂(3个清洗槽)钢制零件在这三个清洗槽中喷淋清洗清洗过程设定在这清洗槽1和2中第三个槽用于钝化所有槽按照槽3到槽1的顺序来排列图六：喷淋清洗厂的清洗方式出现情况　　•清洁槽中油含量过高造成清洁质量差　　•泡沫太多　　•槽液寿命短：3~4周时间解决方案：　　清洗槽上安装可移动超滤膜，使用频率为5天/月。

　　更换清洁剂，包括一种反乳化中性清洁剂(浓度1%-2 %)组份和喷淋表面活性剂组分改善后：　　•清洗质量升高，油含量明显下降　　•没有泡沫过多的问题　　•槽液寿命增加到超过22周。