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金属加工液生产零排放技术及新工艺应用 浏览:
文章来源:中国刀具信息网  添加人:阿刀   添加时间:2015-03-06
作者:广州市联诺化工科技有限公司 陈郁明,周建辉,周玉成,张雄强

本文介绍了广州市联诺化工科技有限公司在扩大生产、增加设备投资的过程中,选用自行研发的专釜专用与零排放生产技术,完全实现了生产过程中“三废”零排放的目标;同时保证了产品生产的质量、降低了生产成本、提高了生产效率,在节能节水与减排方面取得不错的效果,响应了国家政府对环境保护的要求。

自2003年1月29日,广州市联诺化工科技有限公司于番禺区东涌镇大同村第二工业区建立开始,公司一直秉承高技术、本土化、效率化、环保化、无污染等经营理念,主要研发、生产并销售水性金属切削液、金属切削油、防锈油、水性工业清洗剂等环保产品,无任何废气产生,废水排放达到环保标准。

自2009年开始,由于质量要求,必须避免生产过程中的交叉污染以及环保零排放的需求,广州市联诺化工科技有限公司开始规划专釜专用的零排放调和生产项目,因而增加调和釜已杜绝洗釜引起的生产废水的排放。与此同时,本司于2014年正式被规划入国家高新区与自贸区的南沙区,这对本司而言,是机遇,也是挑战。机遇是国家会对高新区内企业有相应的政策扶持,本司将会迎来一个发展的良好平台,挑战是国家对高新区内企业有相当多的严格要求,引进与发展中的企业除了必须高新技术企业外,还必须执行更加有效、更加有利于环境保护的环保排放标准,更加有利于创造强大南沙、生态南沙。

根据节能降排、环保降耗的目标,2009年开始,厂区内所有生产线均进行生产工艺改造,其中技术革新与工艺改造主要包括专釜专用、洗釜水保存与回用等方面,主要增加的设备有:10——15吨调和釜3个,半自动装罐线多条,200KG回用罐多个。部分设备使用至今,其性能一直保持良好,有效的保证了生产任务的完成与污水的达标排放,且生产效率的提高、生产成本的降低、产品质量的保证等方面证明生产线与生产工艺的技术改造取得了预期的效果。

一、    原有生产线工艺分析

1、  原来生产状况

润滑油属于精细化工方向的配方调和类别的产品,并不属于化学的有机合成类别的产品,因此产品的生产所使用的设备基本是常温常压调和釜,生产过程中并无废气、废渣与废水产生,但由于这几年国内润滑油行业产品市场的转变,水性润滑油产品的需求量有所增大,一釜多用、多批次少批量洗釜水保存回用等生产工艺严重制约了生产规模和生产效率。

2、  洗釜水的循环使用

我国的水资源十分缺乏,在正常年景下,全国每年缺水约400亿m3,其中农业缺300多亿m3,工业缺60多亿m3,全国每年因缺水造成的直接经济损失超过2000亿元。水和节能是摆在我们面前无法同避的严峻挑战。工业用水是各行业用水的主要部分,耗水量大的最重要原因是水的重复利利用率太低,而专釜专用、洗釜水回用这种本公司针对提高内部生产现状自行研发的新技术、新工艺,实现了废水的零排放,且回用的废水用于生产同类产品,克服了大量耗水的弊病,大大降低的生产用水的成本,提高了生产的效率与产品的质量。

二、    新工艺的设计方案

1、  零排放的工作原理

润滑油产品主要分为两类:金属加工油和水性金属加工液,其中金属加工油产品属于油性产品,这类产品的生产需要用到基础油和添加剂等原材料,虽然每个客户对所需产品的性能要求都各不相同,但产品中的原材料基本都一样,都需要用到基础油和各种添加剂,不同的只是基础油和各种添加剂的混合比例而已。因此每个批次产品生产后的调和釜,可以不用洗釜,直接添加原材料搅拌即可生产出质量合格、产品性能优异的金属加工油产品,上一批次生产残留而带入的少量基础油和添加剂并不会对产品性能产生任何影响。同时,对于类别差异大的产品,生产用调和釜有5——6个,以便区别生产。因此,金属加工油是零排放、绿色环保的高新技术产品;而金属加工液属于水性产品,这类产品的生产需要用到水与各种添加剂等原材料,这类产品根据客户对颜色、透明度、润滑度、清洗度等的不同要求而有所不同,因此产品生产批次间需要用水对调和釜内部进行清洗,以避免产品生产的过程污染,同时,每个批次的洗釜水必须储存起来以备下次生产同批产品时使用,因此就能洗釜水的循环利用,同时实现废水的零排放。

因此,无论是生产金属加工油还是金属加工液,解决了洗釜及洗釜水的回用问题,即可完全的实现废气、废渣、废水---“三废”的零排放。

2、  生产工艺改进方案

原有的一釜多用,促使每批产品生产都需要进行洗釜,洗釜水的回收储藏占用了大量的回用桶与仓库空间,提高了生产成本、降低了生产效率、增加了库存,影响了正常的生产。增加设备,改用专釜专用、洗釜水循环使用系统后,产品的型号对应特定的调和釜,生产后少量必要的洗釜水进入回用罐储存以备下一批次使用,实现零排放,不仅节约大量工业用水,且减少对环境的污染。专釜专用、洗釜水循环使用系统,主要包括调和釜、循环高压喷淋水枪、高压泵、分装与输送管道、回用罐。产品生产完成后,使用少量循环水高压喷淋冲洗调和釜,并在高压泵的压力下自动输送进洗釜水循环使用管道,进入回用罐并自动实现分装,储存,最后在罐上进行标注即可。其中部分回用水需要添加一定量的碱性调节剂,以避免回用的洗釜水滋生真菌与细菌,影响下批产品的质量。而产品性能相近的,在生产上可不必进行洗釜,直接加入原材料搅拌完全即可进行装罐、出货。采用改用专釜专用、洗釜水循环使用系统,明显的减少了洗釜的时间,降低了洗釜水的消耗,实现了零排放,保护了生态环境,同时也降低了工业用水的成本,提高了生产效率。这一工艺的改进满足了大批量生产、连续生产的需求,在实现企业生产规模扩大的同时实现了环境的保护,真正实现的零排放,是真正意义上的经济与环境双赢的新技术与新工艺。

3、  主要关键技术

(1)采用专釜专用手段,提高生产效率。由于生产设备的增加主要针对的是市场需求量较大的特定几个水性金属切削液产品,如SCC206、SCC760、SCC638,专釜专用,可连续生产好几十吨的产品,而无需担心因洗釜造成的生产时间与生产成本的耗费,同时也无需担心出现同釜异产等由釜内清洗不干净或其他污染的带入而导致产品质量不过关等现象,有效降低产品不合格率,可使产品因过程污染而导致的产品不合格率降低40%——60%。

(2)采用洗釜水回用手段,降低生产成本。对于少量的几个水性金属切削液产品,由于生产批次间隔时间长,所以每次生产前都需要进行洗釜,洗釜后的水经过回用水系统后,最终被保存进回用罐。如果夏天天气炎热,部分回用水需要添加一定量的碱性调节剂,以避免回用的洗釜水滋生真菌与细菌,以保证产品的性能与质量。

(3)工业用水耗量之所以大,就是水的重复利用率太低,而洗釜水回收利用能够把耗水量几乎降到零。

(4)真正实现零排放,保护生态环境。对生态环境的污染与破坏绝大部分是由废水与废气的超标排放引起的,金属加工油(液)产品由于不涉及化学反应,因此不产生废气,而由于自行研发的洗釜水回用系统,将可能对环境产生污染的废水进行回收利用,因此也就不产生废水与废渣,实现零排放,该技术是真正的实现环境保护的新技术与新工艺。

三、    工程案例及分析

1、  专釜专用与零排放应用实例



2、  专釜专用与零排放系统

现以10吨金属加工液生产用不锈钢调和釜及200KG半自动灌装机为例,介绍专釜专用系统的主要技术参数,见附表1。

附表1 专釜专用不锈钢调和釜与半自动灌装机的主要参数



简要说明以下几点:

(1)专釜专用、半自动生产线、洗釜水循环使用系统由于车间结构与具体生产情况并非时刻都相同,因此具体参数在可控范围内有一定的差别。

(2)由于洗釜水循环系统属于半封闭式循环系统,少量的废水溅出在所难免,但并不会对企业废水排放造成太大影响,都符合环保排放标准。

(3)专釜专用系统与零排放系统都直接的增加的企业的固定资产投入,表面上大大的增加的企业的经营风险,但无论从企业长期发展目标还是生态环境保护方面考虑,该部分投入百利而无一害。

四、    专釜专用与零排放的经济效益分析

1、  间接效益

由于每个批次产品的生产间隔时间不同,每次必须进行洗釜,假如刚好要用的调和釜正在生产另外一款的产品,该产品的生产就有所耽误,可能导致客户的投诉甚至订单的取消,直接影响生产与销售的进行,对公司的长期发展并无任何好处。采用专釜专用系统后,设备可以连续生产,并进行半自动灌装,保证排产与客户订单之间具有更好的衔接,设备与生产工人充分发挥作用,满足了生产与客户的需求。

假如每次生产所用的洗釜水都直接排放到污水处理池或者市政管道,会对生态环境造成一定程度的污染,废水的超标排放严重可致环保部门的处罚或者停产,对企业而言百害而无一利。采用洗釜水回用系统,所有洗釜水分别进行储存以备后期使用,工业废水实现零排放,达到了经济发展与环境保护双赢的局面。

2、  直接效益

(1)原有10台调和釜同时使用,每台调和釜洗釜需要用200Kg的水,每天每台调和釜平均洗釜次数为3次,按年300天工作日计算。

年回用洗釜水费=年节省水费=300×3×10×0.2×1.83

=3294元

污水处理费=300×3×10×0.2×0.6=1080元

(2)多增加了3台的调和釜与1条半自动灌装现,可节省2个操作工人,按人均3000元/月定期支付工资。

年节省人工费=3000×12×2=72000元

五、    结语

中国将迎来环保经济时代,高新技术的绿色环保产品将会是未来的发展趋势,这中间全自动化、节能、节水、零污染、零排放将大有所为,其中包括新设备的设计和老旧设备的改造。其关键点是,只要抓住节能、节水、零污染、零排放这一主要因素,从思想上认识到节能、节水、零污染、零排放的必要性、重要性和紧迫性,就会在节能、节水、零排放上有所作为。由于专釜专用、半自动灌装线与洗釜水循环使用系统具有工作可靠、寿命长、运行操作和维护费用很低,基本能实现扩产、销售与环境保护等很多方面的优点,所以推广应用可以达到事半功倍的效果。

实践证明,采用专釜专用、半自动灌装线与洗釜水循环使用系统,可有效提高设备的使用率,保证生产需求,同时可创造可观的经济效益,也为生态环境的保护提供了充实的保障。

“解决问题最佳的方案就是让问题不产生”,广州市联诺化工科技有限公司自2009年其实施的生产过程零排放的项目思路也是遵循这个原则,相信我们零排放的小小创新能为国家制造业生产过程的节能减排起到一个小小的借鉴作用,同时也激励我们朝更高的目标不断创新。