碳氫清洗劑與碳氫清洗設備的技術介紹說明（下）

馬鞍山華之杰金屬表面處理劑有限公司研發生產的水溶性加工油（切屑液、磨削液、研磨液等）、沖壓件炭黑粉塵、拋光蠟、松香、助焊劑等特殊污漬碳氫清洗劑，具有良好的清洗作用，解決了這些特殊污漬普通碳氫不能夠徹底清洗的瓶頸，使碳氫清洗劑應用范圍有一個質的飛躍。

碳氫清洗劑

四、選擇清洗劑的要素
1、清洗力
如非水系清洗劑的原理部分所述，非水系清洗劑的清洗力依賴于溶解作用。污染物加工油是礦物油時也有不能溶解的物質。用選定的清洗劑能否溶解污物需事前試驗，從而選擇溶解性能好的清洗劑。
2、清洗條件
用同樣的清洗劑清洗同樣的污物，若清洗條件（溫度、時間、物理作用力等）不同也會得到不同的清洗效果。溫度越高、時間越長，拋動或加超聲波等物理作用力，則清洗效果越好。必須在與實際使用清洗機相同或更加嚴格的條件下先進行試驗。
3、廢棄物的可處理性
洗劑失效后，液體將被更換，廢液便成了廢棄物。碳氫清洗劑由于可燃可以燃燒廢棄，還有可能作為燃料得到再利用。但含氯系清洗劑自己是無法處理的，需委托專門的廢棄物處理公司，此時會增加費用。因此需選擇易于處理的清洗液以降低費用。
減少殘油量的方法： 
1、減少附著的清洗劑量。
2、減少附著清洗劑中的加工油量。
附著清洗劑量的方法主要由產品的形狀、表面粗糙程度、清洗劑性質（表面張力、膜厚等）決定，因此通過在清洗設備上采取相應措施如除液法（旋轉除夜等）、除液時間（長時間）、溫度（高溫下降低粘度）等。 
降低附著清洗劑中加工油的量的方法有設置潤濕槽、增加潤濕槽數量 清洗設備方面的相應措施以及清洗采用新清洗液，設備蒸餾再生機使潤濕槽內加工油濃度控制在一定量以下等。液體管理措施。
2、蒸餾再生法
介紹前面提到的蒸餾再生。清洗劑可由于被清洗物上附著的污物（加工油、潤滑脂、防銹油、蠟、液晶等）的混入，主要成分的分解、添加劑的消耗等原因被污染從而變質，隨污染變質的進行清洗劑將逐漸不能再使用。蒸餾再生裝置利用液體的沸點隨壓力降低而降低的性質進行減壓蒸餾，只回收清洗液中的清洗劑而將加工油等作為廢液處理的方法。
濾器除去溶劑中的金屬粉等雜質，用預熱器加熱溶劑使之汽化，通過分離槽除去不純物。再生后的溶劑經凝氣液化，暫時停留在溶劑回收槽后返回清洗槽。 
一般的運行條件為壓力50～100Torr 溫度90～120℃，要得到純度較好的回收品提高回收率可根據清洗液和加工油的性狀改變上述條件。一般提高了回收品的純度其回收率便降低，要得到高回收率其純度就低。
應根據清洗槽、混入加工油的量、加工油的種類、清洗性能等的要求選擇適當的蒸餾再生機。
一般作為廢液排出的是混入的加工油量+α量，因此要選擇適宜于可處理混有大量加工油清洗液的再生機。 
還要注意，若無法保證清洗效果。一般選擇每日可處理1次清洗槽內液體的蒸餾機。例如清洗槽+潤濕槽內液體的總量為360L，工作時間為8h/日，則30L/h的蒸餾機清洗槽內液體理論上的清洗頻度可達0.7次/日。若此時蒸餾機的回收率為95%，則30L/h×0.05×8h=12L/日即每日排出的廢液量為12L，若每月工作25日，則需補充300L的清洗液。回收率為98%時，30L/h×0.02×8h=4.8L/日同樣每月工作25日，需補充清洗液12L。回收率3%則損失量差2.5倍，故需認真研究廢液量（或補充液量）的差額。
含氯及氟系列清洗劑與碳氫系相比沸點較低，與其說是通過減壓蒸餾使溶劑再生，不如說引入可進行蒸汽清洗的清洗設備一邊再生一邊清洗。此時重要的是要管理清洗槽內清洗液中究竟混入了多少加工油。選擇清洗劑時除了清洗劑的價格外，還需研究蒸餾再生時的回收率，純度等，綜合考慮總的費用再決定。 
真空蒸餾回收裝置制作簡介：
1．槽體：由厚度為5mm的SUS304L不銹鋼板焊接而成，槽體有效尺寸（L×W×H）為Ф500×1200mm。設有可視窗等觀察結構，方便可控操作，真空槽底設有廢油廢渣排放管，外接冷卻箱和廢油收集箱。
加熱：采用導熱油間接加熱方式。槽體下部外附一個加熱油包，外置一個導熱油加熱箱，加熱功率為12kW。首先由發熱管對導熱油進行加溫，再通過泵浦將加熱油輸送到加熱油包，經過熱交換后再輸送回加熱箱加熱，如此循環。加熱油包有獨立的溫控系統，油溫R.T.～140℃可調
需要回收的清洗劑經過泵抽入真空蒸餾回收槽，進入真空回收槽之前，首先進入一個熱交換筒，在此與蒸餾回收的HC蒸汽管進行熱交換。經過抽真空后，清洗劑迅速沸騰并蒸發，產生HC蒸汽，然后可在冷凝區進行冷凝回收，回收的純凈清洗劑排入儲液槽，循環使用，具有自動補液循環和漂洗使用功能。
2．強力真空減壓系統，配備真空減壓泵，真空顯示表。配有真空馬達，設有電磁閥。真空蒸餾回收能力為200L/H，常溫常壓下，碳化水素的沸點為172℃，減壓情況下，可以降低沸點，高溫碳化水素在減壓條件下迅速形成HC蒸汽，被真空泵一起抽出回收槽，在冷卻箱內再形成液體，經過活性碳過濾，稱為再生液，可以循環使用。
3．冷卻系統，配備有10HP冷水機，采用泰康壓縮機頭，持續為真空回收機提供冷卻水，并有一部分冷水供給兩個儲液槽，防止清洗劑升溫。
廢液處理系統：經過真空蒸餾回收后留下的高溫殘渣及廢油，經過閥門開啟，廢液進入一個冷卻箱，在冷卻箱通過冷水盤管，進行熱交換，將高溫廢油冷卻后，收集在廢油箱里，進行集中處理。
冷凝系統.真空回收設有冷卻箱，將高溫HC蒸汽冷卻，形成液體；在廢油處理系統需冷卻箱，將高溫廢油冷卻，集中處理。為此配備一套冷凍機組（由一臺10HP冷水機組成）為設備提供冷源。
4．補液系統
正常工作時，蒸餾回收槽的清洗液能滿足當天工作要求，如果液位過低，浮筒式液面控制觸動微動開關，發訊號并切斷該槽的加熱電源，蜂鳴器發出報警，提示清洗液不夠，需要外部加液。
再生時，蒸餾回收槽的液體要基本蒸餾干，再生后的清洗液全部儲存在儲液槽中，如果儲液槽中清洗液不夠，操作人員需要將帶特殊接口的管子（由制造商提供）插入儲液桶中（儲液桶即為采購清洗劑時供應商提供的桶），擰緊接口，打開壓縮空氣開關，壓縮空氣從儲液桶進氣口壓入，將清洗劑從出液口壓出到儲液槽中，一直補到儲液槽液面達到高位時，蜂鳴器發出報警，操作人員關閉壓縮空氣，結束補液。
五、碳氫清洗劑的防火對策
1、燃燒的要素
人們就知道碳氫系清洗劑的最大缺點是其可燃性。這點即使現在本質上也無變化。因此需要建立防火、防爆的相應對策。
現在可燃性清洗劑清洗時的安全對策技術與以前相比有了很大的進步。以前多使用煤油、燈油作為清洗劑，作為氟里昂、三氯乙烷替代品新登場的碳氫系清洗劑不僅盡量減少了芳香族的使用充分考慮了環境問題，而且引火點也相應地高安全性較好。另外，還開發了清洗機密閉式減壓蒸汽清洗可能的系統，安全性得到了很大的提高。
為了使具有引火性能的碳氫系溶劑燃燒，需要滿足三個條件：
存在引火性蒸汽
有點火源
有燃燒時必要的氧存在
這些稱作燃燒三要素，即使缺一，溶劑也無法燃燒。自動滅火裝置
2、氣體濃度控制
免滿足上述第一項條件“存在引火性蒸汽”在選擇清洗劑及清洗系統時尤為重要。具體對策有。
a、為保持低的蒸汽濃度需使用適當的換器裝置
b、在此引火點溫度低的條件下使用溶劑等
由于清洗裝置液面的蒸發，取出非清洗物、容器等操作使清洗槽周圍清洗氣體濃度較高，因此為使清洗裝置外部配備強制性排氣功能。對于未加罩子的敝開式清洗裝置清洗定內必須充分換氣。
實際清洗時按消防法的分類使用的時第2類石油（引火點在21～70℃）和第三類石油（引火點在70～200℃之間），最近由于干燥性能受到重視使用第2類石油的情況大大增加。
特別是使用敝開式系統時推薦使用的清洗槽溫度要在引火點的15℃以下。這是由于氣體泄漏檢測器的警報鈴設定在爆炸下限的1/4，與此相當的蒸汽壓換算成溫度大約在引火點15℃以下。夏季或與超聲波并用時液溫容易上升至35℃，故應選擇引火點在50℃以上的物質。
3、隔斷點火源
第二項條件“有點火源”主要制清洗系統的對應使用者的安全管理問題。 
具體對策為：1、隔離火花、明火等點源。2、使用防爆型電部件。4、為防止靜電蓄積，應進行清洗機完全接地工事。
為了隔斷點火源，應防止從清洗槽內清洗液加熱器、超聲波振子等密閉結構及電子系統產生的點火花，采用隔開控制部與清洗部，使用具備防爆性能的電子機械部件等對策。在清洗作業中應注意的是：不要在高溫時投入非清洗物、不靠近明火，溶接火花、接點電火花等。
對于點火源系統應采取的安全對策：
環泵、供排泵使用的馬達應使用“安全增防爆結構馬達”或“空氣驅動馬達”等。
作為被清洗物移動用驅動源的馬達使用“安全增防爆結構馬達”或空氣缸（air cylinder）。
送風用扇的馬達使用“耐壓防爆結構馬達”。
控制盤采用“內壓防爆結構”。這是由于內部有點火源通過空氣凈化使用控制盤內部壓力增高，外部可燃氣體不易侵入。
同樣，對于超聲波振子由于內部使用高電壓亦成為點火源采用“內壓防爆結構”。
加熱可燃性體使用電加熱器作加熱源，當液面降低時加熱器表面暴露于空氣中表面成為高溫，此時該處若有可燃性液體會產生可燃性蒸汽，從而引起燃燒。因此使用強力加熱源時應采用蒸汽間接加熱方式。
另外，清洗機要確保接地，被清洗物可清洗劑在絕緣狀態下不要高速摩擦，防止靜電產生，應考慮如何防止帶電等。實際的清洗設備是將這些手段并用使火災、爆炸降至最低限度。
5、隔離氧
要隔離燃燒必須的氧是極其困難的。這是因為在作業環境中只要有人在則必須有用于呼吸的氧，隔離燃燒所需要的氧便隔離了呼吸必須的氧。因此曾考慮將清洗槽做或密閉結構封入隨性氣體，但在取放被清洗物時必然要混入空氣，因此并不現實。在氧存在下的敝開體系中使用蒸汽清洗及噴霧清洗方式在安全方面雖有問題，通過減壓操作防止燃燒三要素得已滿足也是可行的。
在此替代例中減壓超聲波侵潤、減壓蒸汽清洗、真空干燥等步驟在一槽內完成，是減壓條件下的完全密閉體系。以前使用的是三氯乙烷蒸汽清洗，使用了碳氫系清洗劑（第2類石油）的此體系后清洗劑消耗量降低了1/3耗資也可能大幅度降低。清洗劑經內存的減壓蒸餾再生機可以重復使用。
6、氣體濃度檢測器等
那使采取了迄今為止所述的對策，何時會發生何種泄漏，產生麻煩是不可預見的。為防止萬一，已有對應于可燃性清洗劑的各種防災裝置的商品出售。氣體濃度檢測報警器就是裝在清洗槽下部、隨時監視泄漏氣體濃度，萬一接近爆炸限度的蒸汽濃度時可發出警報（一般在達到爆炸下限濃度的1/4時發出警報）的裝置。 
另外，在清洗槽開口處設置泡沫滅火器，當槽內放生火災時，通過溫度傳感器檢測到初期火災，在發出警報的同時使設備自動停止工作，具有槽內短時間可進行初期滅火性能的裝置也有出售。
如前所述只要避免同時滿足三要素，便可防止火災的發生。實際設備中為防止萬一一種對策不能正常工作時的情況還應采取防止三要素同時滿足的雙重防護措施（Feiyelself的方案）。
用語解說（對于作為點火源安全對策的各種結構）。
a、 耐壓防爆結構：為全密閉式結構，當容器內部易發爆的氣體發爆時，容器承受了該壓力，而且不易使外部易爆性氣體引火的結構。
b、本質安全增防爆結構：機器正常運轉及故障時發生火花或由于熱，也不使易爆性氣體或蒸汽點火，此點通過點火試驗或其他方法確認該機器的電路有此性能。
c、安全增防爆結構：為不使不應該發生點火花或產生高溫的部分發生火花或產生高溫，在結構上以及溫度上升過程中特別增加了安全性的結構。
d、內壓防爆結構：通過向容器內封入保護氣體（如正常的空氣或惰性氣體）在運行開始之前驅逐進入的易爆性氣體的同時，還能連續不斷地防止運行中氣體的侵入的一種結構。
六、清洗液的廢液處理
當清洗槽內的清洗液不能確保清洗效果時就作為廢液處理。若清洗槽只有一個時其槽內加工油濃度超過基準濃度時便全部廢棄。若加工油達到2%便不能確保清洗效果則與98%的清洗液一起被廢棄。顯然是十分可惜的。除清洗槽外再加潤濕槽共有二槽、三槽時，最終槽的加工油濃度達2%時第1槽全部廢棄，將后邊的槽移至前邊，給最終槽補充新液。引入蒸餾再生機時蒸餾機的廢液將被廢棄。
排液的處理方法一般是燃燒廢棄。進行清洗的工廠有鍋爐時便成為其燃料，也有專門引入廢油鍋爐、廢油爐的。廢液量少時用破布浸濕后用焚燒爐燃燒廢棄。在自己公司內燃燒時要考慮燃燒排放的氣體。清洗劑餾分燃燒并不產生大量的有害物，由于同時加工油中的添加劑也被燃燒，因此應選擇燃燒時不產生有害氣體的加工油。
使用含氯、含氟系清洗劑時需委托專門的產業廢棄物處理公司處理。視國情不同可能有不同的處理方法，但都應嚴格依照法律基準進行安全處理。
七、總結 
自從有碳氫清洗劑出售以來，作為臭氧層破壞性物質或含氯系溶劑的替代品，在日本國內以及亞洲各國的電機、電子器件、汽車、精密部件及熱處理等各產業得到廣泛使用。
雖然碳氫系具有可燃性以及不如含氯系干燥性好等弱點，但通過清洗設備上的改進可以得到充分補償。
其蒸發損失少因而使用量少、運行費較低，對環境并無惡劣影響，清洗性能也能得到充分保障。因而目前碳氫系以逐漸成為清洗劑的主流。而且從ISO14000系列環境管理角度看碳氫系清洗劑也是最合適不過的。