电泳阳极液槽纯水节能改进应用实例

引言

    在阴极电泳工艺中，阳极液的作用是为电泳槽阳极管供给循环水，随着酸性物质的不断析出，其电导率在生产过程中会不断升高，从而影响电泳质量。当前国内所有电泳生产线与设备供应商设计安装的阳极液循环系统，都是通过自动补加纯水，利用自然溢流法稀释高浓度阳极液，达到降低阳极液电导率的目的。笔者认为自然溢流法存在浪费纯水的缺陷，有必要提高纯水利用率。

    阳极液循环原理

    电泳涂装过程中，隔膜电极（阳极管）中的阳极液电导率将会不断升高。为了稳定阳极槽液电导率，排除槽液中多余的溶剂成份及其它杂质离子，必须对阳极液进行连续的监控和更新循环。

    如下图可知，阳极液循环系统由阳极液槽、阳极液循环泵、自控仪表及阀门、管道及管道附件等组成，阳极液循环管路保证了阳极液的连续循环，阳极液通过导管从隔膜电极的底部注入，自上部溢流管流出，汇集到总回流管中流回阳极液槽。阳极液槽上设置电导率仪的信号发送器连续监控阳极液的电导率值，当电导率高于设定值时，纯水补加自控阀YV8自动打开，向阳极液槽内补加纯水，阳极液槽中设有溢流管，当补加纯水超过液位时，会自动溢流排入地沟（排走后的浓水另行处理），从而将阳极液的电导率控制在正常的范围。虽然在阳极液补加纯水时，已考虑下部加纯水上部溢流的方式，但阳极槽内阳极液在强大的泵循环作用下，自然溢流法不可避免的将刚刚加入阳极液槽的部分纯水一起排放掉，造成纯水的浪费。

    实施思路及方法

    2.1设计思路

    需要调整阳极液电导时，为避免在排高浓度的阳极液时不同时排掉刚刚补加的新鲜纯水，可先将浓度较高的阳极液部分排放完毕后（要保证阳极液的正常循环），再补加新鲜纯水，这样排放的阳极液为浓液，不会带走新鲜纯水，可实现提高纯水利用率的目的。

    2.2实施方案

    槽底手动排放阀V4改装成电磁阀，并增加PLC控制程序。生产过程中，阳极液PH值不断下降，当电导率达到设定排放值时，电导率仪发出排水信号，PLC控制阳极液槽底电磁排放阀打开，自动排放槽内阳极液浓液，等液位降低到设定液位时，排放电磁阀关闭，停止排放，纯水电磁阀打开开始补加纯水，直到高液位时停止补加纯水。这一加排水方式使加纯水与排浓水在时空上分离，从而达到了节约纯水的目的。由于原系统已有电导率仪、液位检测、自动补水等装置，外部有完备的PLC电器控制系统，只需将阳极液槽底部手动排放阀更换为电磁控制排放阀，电控系统做一下程序小调整就可完成，实施非常方便。为了方便设备维护，实现清洗槽体时的手动排放阳极液，我们增加手动/自动切换功能，可以通过控制旋钮手动排放阳极槽液。在正常生产时，将手动/自动旋钮旋转到自动模式，就能实现自动加排水，操作非常方便，几乎不占用工人的任何精力。

    验证结果

    改进前正常生产时，电导率维持在较高水平，自动补液电磁阀几乎处于不关状态，溢流为常态，改进后正常生产时排水为间断式，大部分时间没有阳极液溢流，节约纯水约50%，达到了设计目标。

    经济效益计算

    改进前，通过溢流口溢出二级纯水的量等于进水量为每分钟0.1m3，正常生产为常溢流状态，每天消耗纯水为0.1m3*60分钟*8小时（一班制）=96m3，加纯水时间占比90%，一年按252天计算共消耗纯水为：252*96*90%=21773m3。

    改进后，通过槽底排放阀排出纯水量为：排水电磁阀启动后排放阳极液为0.4m3，添加纯水量也为0.4m3。排放添加循环一次需要时间9分钟，其中添加纯水时间为4分钟，为0.4m3，加水时间占比为4分钟/9分钟≈45%，由此计算得出：252*96*45%=10886.4m3。

    改进后比改进前节约纯水为：21773-10886.4=10886.6m3。

    每年可节约水费为：10886.6m3*10元=10.9万元

    结语

    电泳阳极液槽纯水节能改进在国内属首创，节约纯水约50%，在水资源日益短缺的今天，具有十分重要的社会意义。改进过程中，设备在原有基础上只需稍稍改动，软件上稍加处理，改进方便、成本低廉，效果、效益明显，具有十分重要的推广价值。