破乳除油系统在涂装前处理系统中的应用

作者:程为华 高苏梅 强 俊 汪维孝 文章来源:奇瑞汽车股份有限公司 发布时间:2015-03-18
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脱脂是涂装车间前处理线一个重要的工序。现代化的汽车涂装生产线自动化程度很高,如何将脱脂槽液中的油污和脏物从槽液中分离出来,保持槽液的洁净和脱脂能力,是汽车涂装厂和涂装设备制造商研究的重要课题。本文详细介绍了一种高效的脱脂方法——破乳除油系统在涂装前处理系统中的应用。

众所周知,脱脂是涂装车间前处理线一个重要的工序。脱脂除油的作用是将焊装工件表面的油脂、污物和粉尘等清洗干净,为磷化提供一个干净且和工件接触良好的表面,确保生成完整的磷化膜。前处理除油不彻底,不仅会阻碍磷化膜的形成,而且在磷化后进行涂装时还会影响涂层的附着力、装饰性能和耐蚀性。

脱脂是依靠脱脂剂对污物的溶解、皂化作用及表面活性剂对污物实施润湿、渗透和分散等物理作用,使污物离开金属表面,让干净的清洗剂占据车身表面,从而达到清洁金属表面的目的。脱脂所要达到的效果是,既要确保槽液中的油污能被及时处理掉,又要确保槽液新鲜干净;同时减少将槽液溢流液中的油污带到污水处理站,减轻污水处理站的压力,且又要做到油污能集中回收处理,减少对环境的污染。

汽车涂装生产线自动化程度很高,如何将脱脂槽液中的油污和脏物从槽液中分离出来,保持槽液的洁净和脱脂能力,是汽车涂装厂和涂装设备制造商研究的重要课题。本文介绍的破乳除油法是一种脱脂效率高,能对油污进行集中回收的处理方式。

破乳除油系统

1.系统构造

破乳除油系统的组成包括破乳除油槽体、蒸汽加热系统、流量控制系统、槽液回收泵、计量泵、静压式液位计、温度控制系统、电磁阀组和EMOS(设备操作管理系统)等。

在生产现场,整个破乳除油系统分为四个部分:碱液乳化箱,是脱脂液输入和加热的地方,槽容积为3m3;油水分离箱,油水分离箱容积约1.3m3;水箱,槽容积为0.7m3;油箱,即油污收集槽,这部分的槽容积为1m3。

2.脱脂原理

经过脱脂槽后,车身上的油污因脱脂液的作用将油污清除并溶解在脱脂槽液中。破乳除油系统主要是处理这些含油脱脂液,将含油脱脂液连续抽到一个加热槽中,通过加热器将液体加热,当温度升高到83℃以后,油污就会破乳而从脱脂槽液中分离出来。由于油的密度较小,所以油会浮在槽液的表面,这时向加热槽连续加注一定量的含油脱脂液,随着含油脱脂液向加热槽内的连续加注,当加热槽内的液面达到溢流的位置时,液体表面上浮的油就会溢流到分离槽中。用溢流、回收的原理可以把槽液中的油污全部回收到油污收集槽中,进行集中收集处理,同时加热槽中的干净脱脂液再用泵抽回至脱脂槽中重新利用。破乳除油原理如图1所示。

3.工作流程

如图2所示,在实际生产过程中,含油脱脂液从脱脂槽经溢流管流到碱液乳化箱,经加热器后,槽液中的油污破乳上浮到槽液的上面,此时继续补加一定量的脱脂液到碱液乳化箱,碱液乳化箱上的油污和少量的脱脂液由R处溢流到油水分离箱内。当油水分离箱内的油污上升到油污溢流口B处时,油污经溢流口直接溢流到油箱内。根据连通原理,油水分离箱内的脱脂液液位上升到B处位置时,油水分离箱内的脱脂液经C处由B处溢流到水箱内。

水箱底部安装一个静压式液位计,当液位达到设定液位时,计量泵1启动,将脱脂液抽至碱液乳化箱内,油箱内的脱脂液会从连通管的E处溢流到水箱内。当油箱内的油污液位上升到设定液位,打开油污排放阀,油污就会从阀门口F处直接排放到收集桶内进行集中处理。

4.EMOS系统

EMOS系统的应用实现了除油操作程序的自动控制。如图3所示,启动自动控制,流量计前的电控气动阀自动打开,脱脂槽中的含油脱脂液通过溢流管溢流到碱液乳化箱;液位达到碱液乳化箱的80%时,可通过EMOS设定蒸汽控制阀组自动打开,蒸汽经过蛇型加热器给含油脱脂液加热;槽液温度达到83℃后蒸汽加热控制电磁阀门自动延时关闭,脱脂液经溢流管溢流到碱液乳化箱内;在EMOS上设定20min的溢流时间,20min时间到后浮在碱液乳化箱上的油污全部溢流到油水分离箱内,同时蒸汽阀组自动关闭;这时回收泵2自动打开,将碱液乳化箱内“洁净”的脱脂液抽回到脱脂槽内;碱液乳化箱的液位下降到设定值时,碱液乳化箱底部安装的静压式液位计提供信号给EMOS,EMOS把信号传到回收泵2,回收泵2自动关闭。

回收泵2自动关闭后,EMOS系统传递信号到溢流电控气动阀,溢流电控气动阀自动打开,下一个除油程序开始。

常压除渣系统

前处理脱脂处理系统槽中还开发设计了一种工艺简单、投资少且维护方便的除铁渣系统。其具体工作原理和实际操作如下:在脱脂槽的底部设计制造成锥型漏斗形状,在脱脂清洗过程中,车身内外表面从焊装车间带来的粉尘、焊渣、焊球、铁屑和打磨灰等脏物会随洪流喷洗而落于槽液中;利用除渣泵从脱脂槽静态的锥型漏斗中抽液,脏物经锥型漏斗抽到一个8袋常压过滤器中,常压过滤器内分别安装有8只25mm的过滤袋,脏物流经过滤袋时会被截流住,这样清液就流回到脱脂槽内。当过滤袋堵塞后,在过滤器的上端有一个距过滤器底部60cm的溢流口,整个过滤器变成一个沉降池,脏物沉降在过滤器的底部,清液由溢流口溢流到脱脂槽内。

破乳除油系统除去脱脂液中的油污,常压除渣系统滤除槽液中脏物,这两套系统确保了脱脂槽液能持续高效地继续清洗焊装车间输送过来的车身。

破乳除油槽的维护保养

1. 破乳除油系统

根据产油量及时用人工的方式将浓缩的油污排放到桶内集中运走处理;每周清洗一次管道过滤器,防止脏物堵塞管道;每两周将乳化箱和油水分离箱内的脱脂液全部抽至脱脂槽,用工业水将箱底部冲洗干净。

2. 常压除渣系统

每天定时清洗过滤袋并铲净过滤器底部的沉积物,保证过滤器的正常过滤功能。

结语

破乳除油系统结构简单,一次性设备投入减少,实现了油污的集中回收。该系统具有如下优点:延长了槽液的更新期,减少了槽液的排放量,降低了涂装制造成本,提高了槽液的洁净度;可自动连续高效的除油,降低了汽车厂的维护投入,降低了污水处理的环保压力。

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