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电泳阳极液槽纯水节能改进应用实例

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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。

电泳阳极液槽纯水节能改进应用实例

    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。

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