阴极电泳的超滤系统.doc

阴极电泳的超滤系统金星梅（一汽吉林汽车有限公司 132013）摘要：介绍阴极电泳中超滤系统的组装形式及其设计选型的原则方法；阐述常见典型问题的解决措施。关键词：超滤系统1. 超滤系统的作用超滤系统是一种压力驱动的膜分离过程，是采用特定的多孔隔膜分离方法。膜能将阴极电泳槽液中的颜料、高分子树脂截留，而使槽液中的水、有机溶剂、中和剂和低分子树脂通过膜。隔膜所通过的物质，即为超滤液。超滤液用作电泳后可回收水洗系统的原水，冲洗工件，使工件带走的浮漆再返回到电泳本槽，形成闭合冲洗回路。使用超滤系统可以提高涂料利用率，减少污水处理量，控制电泳本槽槽液的成分。2超滤系统的组装形式 根据超滤系统的漆液循环流量与电泳本槽搅拌循环流量的关系，超滤系统的组装形式有以下三种形式：1） 独立组装形式 这种超滤系统的组装形式使超滤系统独立于电泳槽循环系统。其特点是单独设置超滤循环泵，易于生产管理和控制方便。适用于电泳本槽搅拌循环量远大于超滤系统漆液循环量，工艺流程图见图1。2）超滤系统和电泳本槽搅拌系统相结合的组装形式 这种组装形式是将电泳槽循环搅拌系统和超滤系统串联在一起。其特点是超滤系统和电泳槽液搅拌公用循环泵。适用于超滤循环流量和搅拌量相当的条件，其工艺流程见图2。3）“馈给-泄流”组装形式 这种组装形式通常适用于超滤循环量大于槽液搅拌循环量的条件。超滤系统供给泵直接从电泳槽中抽取漆液或从电泳槽循环搅拌管中抽取槽液。其特点是：电泳本槽搅拌循环量因采用了供给泵而不受超滤循环泵的影响，其工艺流程件图3。3.超滤系统设计选型方法下面以我厂的超滤系统为例,介绍具体的选型方法3.1超滤系统的工艺流程图3.2超滤系统的设计前提生产节拍:3.6min/台生产方式：间歇式工件最大泳涂面积：120m2CD ：20%-电泳本槽槽液固体份（%）CR2 ：0.7%-2次UF水洗槽液固体份（%）CP ：0.5%-新鲜超滤液固体份（%）3.3超滤透过液流量（Qp）的确定方法第一种方法：理论计算假设工件从各工序的槽液带出量均为q0、逆向补加量均为Qp可得到下面的方程：CR1(q0+Qp)= CDq0+ CR2Qp -(1)CR2(q0+Qp)= CR1q0+ CPQp -(2)通过方程（1）、（2），可得Qp=(-+)q0Qp：超滤系统透过液流量CD：电泳槽液固体份CR1：1次循环超滤水洗固体份CR1：2次循环超滤水洗固体份CP ：新鲜超滤液固体份q0 ：工件的槽液带出量 通常车身的槽液带出量为80-100g/m2 通过计算得 Qp=112L/台=31L/min另外考虑到余量、在线清洗和超滤液在各泵双机械密封处的渗透量 Qp为41L/min第二种方法：根据实际经验推得Qp=最大涂装面积m2/h（1.2-1.5）L/min系数（1.2-1.3）Qp=1201.51.2=216L/台=60L/min最终我厂选择超滤器结构形式为8寸卷式膜，型号为科氏滤膜（KOCH）的S8-HFM-183-LPP，UF系统设计超滤液透过量为50L/min。结论：1）在确定超滤液透过量时，由于理论计算是在工件从各工序的槽液带出量相同的条件下推导出来的，实际上各工序的后沥液时间不同，导致各工序的槽液带出量不尽相同，所以透过量在理论计算结果的基础上，要考虑留有一定余量。2） 初次确定超滤液透过量后，如果电泳槽上喷淋液采用的是1次循环超滤槽液，需比较电泳槽上喷淋量与超滤液透过量的大小，保证电泳槽上喷淋量超滤透过量，否则将会出现电泳本槽液位上升，1次循环超滤水洗槽液位下降，各槽液位失去平衡。3.4超滤循环泵性能参数的确定方法3.4.1循环泵流量（Q）的确定方法Q=nqn：所需超滤器数量q：单个超滤器的进漆量我厂超滤循环泵流量Q=813.5m3/h=1800L/min因为超滤循环泵流量电泳槽液搅拌循环量，所以超滤系统采用的是独立组装形式。3.4.2超滤循环泵扬程(H)的确定方法取- -界面H= + Hf 1+ Hf2 + Hf3Hf 1：过滤器压损 通常取0.06MPaHf 2：超滤器压损 通常取0.1-0.15MPaHf 3：沿程压损（从超滤循环泵入口到浓缩液出口） 通常取0.05-0.1MPaP2：超滤器出口压力 通常0.15MPa通过计算得 H=41m最终超滤循环泵的性能参数：38mH1800L/min22KW此外，超滤循环泵为双机械密封不锈钢泵，出口设柔性连接及单向阀，通常循环泵选用国外进口泵。3.5设计中的注意事项1）清洗系统应设置在线正反清洗和整体离线清洗；清洗泵出口应有一台过滤器，过滤精度为100m，以去除从膜上清洗出来的杂质，保护膜组件。2）每只组件透过液出口管路上设有流量计和阀门，透过液干管上设置总流量计。3）系统应设有如下声光报警系统：膜组件入口温度高、压力异常高的报警；滤液贮存槽液位异常的报警；滤液浊度异常的报警；泵超负荷的报警；轴封泵出口压力异常的报警；轴封水槽液位异常的报警；停电时的报警；上述报警消除后，系统应能自动进行滤液置换，然后再切换到正常运行状态。4）在设计时应考虑超滤器组件与电泳本槽位置的高低超滤器组件设置低于电泳本槽液面时，则超滤器组件即使在相关泵停止运行的情况下，也能保持漆液充满组件而不会干裂，但是不允许漆液在无运行压力的情况下，滞留在组件中时间过长，否则将会对组件造成不可修复的损害。该布置在设计中应用较多。超滤器组件设置如高于电泳槽液位时，系统突然停止，组件中漆液下落至电泳槽，此时如未采取措施，超滤组件将会干燥结垢。5）浓缩液送回电泳辅槽，其管路末端应插入槽液中以免产生气泡，同时应设有防止在泵停止情况下槽液倒流的措施。4超滤器使用过程中的注意事项1）超滤循环泵的开停，最好与循环泵进出口漆液阀门实行电控连锁，超滤组件出口阀门应全开，而漆液进口阀门则在开泵前全关闭。随着泵的逐步开放，组件进漆液电动阀门应逐步打开，以防超滤器组件被冲击力击坏。如无电动阀联锁而用手动阀，亦应按上述要求予以手动操作。2）当超滤透过液出口阀门关闭时，绝对不能开启超滤器，以免超滤器受到背压。3）超滤器组件的停机短时间的停机（8h内）设备正常状态下停机时，滤液置换系统自动启动，用新鲜超滤液对超滤组件进行冲洗，以除掉超滤膜上残留的电泳漆，冲洗完成后超