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水性喷涂清洗剂回收方法和系统实用新型专利

更新时间:2024-07-01
水性喷涂清洗剂回收方法和系统实用新型专利 专利申请类型:实用新型专利;
源自:美国高价值专利检索信息库;

专利名称:水性喷涂清洗剂回收方法和系统

专利类型:实用新型专利

专利申请号:CN202211131778.7

专利申请(专利权)人:盖吉国际有限公司
权利人地址:美国密歇根州芬代尔市万达大街821号

专利发明(设计)人:张文进,李亚杉

专利摘要:本申请实施例公开了一种水性喷涂清洗剂回收方法和系统,其中水性喷涂清洗剂回收方法,包括:收集喷涂清洗剂废液;对所述喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理,获取高沸点液体和低沸点液体;对所述低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;将所述水相液体作为循环清洗剂。通过该水性喷涂清洗剂回收方法可以为汽车和其他相似喷涂工艺厂商减少至少80%‑95%的废液排放,又减少了对水性清洗剂浓缩液的使用,降低用户厂家的清洗及废液处理成本,又大大减少了环境污染。

主权利要求:
1.一种水性喷涂清洗剂回收方法,其特征在于,包括:收集喷涂清洗剂废液;
对所述喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理,获取含有固体的高沸点液体和低沸点液体;
对所述低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;
将所述水相液体作为循环清洗剂;
所述喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理的步骤包括:对所述喷涂清洗剂废液进行预处理,获取液体废液和固态废料;
对液体废液进行蒸发或蒸馏处理;
所述蒸发或蒸馏处理的步骤包括:
通过薄膜蒸发、刮膜蒸发、釜式蒸发、釜式简单蒸馏、塔板式蒸馏和填料式蒸馏中的一种进行蒸发或蒸馏处理;
蒸发或蒸馏处理的作业温度为10℃至150℃,馏分冷却水的温度为1℃至40℃;
向所述循环清洗剂中加入新鲜清洗剂,获取具备清洗能力的清洗剂,以减少废液排放。
2.根据权利要求1所述的水性喷涂清洗剂回收方法,其特征在于,所述对所述喷涂清洗剂废液进行预处理的步骤包括:通过沉淀、滤网过滤、超滤和离心分离中的一种进行固液分离。
3.根据权利要求1或2所述的水性喷涂清洗剂回收方法,其特征在于,所述水相液体为水、乙二醇己醚、乙醇胺和喷涂涂料的混合物。
4.一种喷涂清洗剂回收系统,其特征在于,用于实现如权利要求1至3中任一项所述的水性喷涂清洗剂回收方法,所述喷涂清洗剂回收系统包括:蒸发或蒸馏处理单元,用于对预处理之后的液体废液进行蒸发或蒸馏处理;
高含固体废液存储单元,连通于预处理单元和所述蒸发或蒸馏处理单元,用于存储高沸点液体和固态废料;
水油分离单元,连通于所述蒸发或蒸馏处理单元,用于对所述低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;
水相存储单元,连通于所述水油分离单元,用于存储所述水相液体;
油相存储单元,连通于所述水油分离单元,用于存储所述油相液体。
5.根据权利要求4所述的喷涂清洗剂回收系统,其特征在于,所述蒸发或蒸馏处理单元包括:依次连通的蒸馏单元、除雾器和冷却器,所述蒸馏单元连通于收集单元,所述冷却器连通于所述水油分离单元。
6.根据权利要求5所述的喷涂清洗剂回收系统,其特征在于,还包括:收集单元,所述收集单元用于收集生产车间产生的喷涂清洗剂废液;
预处理单元,连接于所述收集单元,用于对所述喷涂清洗剂废液进行预处理,所述蒸发或蒸馏处理单元连通于所述预处理单元;
尾气处理单元,连通于所述水油分离单元;
第一过滤器,设置在所述水油分离单元和所述水相存储单元之间。
7.根据权利要求6所述的喷涂清洗剂回收系统,其特征在于,还包括:再处理单元,所述再处理单元包括:第二过滤器;
调和罐,连通于所述水相存储单元,所述第二过滤器设置在所述调和罐和所述水相存储单元之间;
输送单元,连通于所述调和罐,用于将所述调和罐内的循环清洗剂输送至生产车间。 说明书 : 水性喷涂清洗剂回收方法和系统技术领域[0001] 本申请涉及废液处理技术领域,尤其涉及一种水性喷涂清洗剂回收方法和一种喷涂清洗剂回收系统。背景技术[0002] 在工业喷涂工艺中,例如在汽车整车厂的涂装车间,在喷涂不同的阶段,包括喷涂不同的颜色和涂层时,需要在转换涂料涂层时,对喷涂设备,如针阀,旋杯,螺旋管,泵,管线等,进行清洗。在喷涂车间运行一段时间后,也需要对整个喷涂生产线进行清洗。随着对环境保护和职业健康的重视,水性清洗剂越来越多地被应用在清洗工艺中。水性清洗剂浓缩液在用户端与纯水以一定的比例稀释后,作为工作液(即稀释液)使用。在清洗之后,含有涂料和清洗液的混合物便成为危险废物。在汽车整车厂,水性清洗剂稀释液的消耗量可达1‑10公斤/车。对年产100万辆车的整车厂,这将产生1000‑10000吨/年废水性清洗剂。目前绝大部分废清洗剂都被作为废水处理,在达到排放标准后排放到环境中,或用燃料焚烧。这样的处理方式对生产厂家产生较大的财务负担,也对环境保护产生较大的负担和挑战。发明内容[0003] 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。[0004] 为此,本发明的第一方面提供了一种水性喷涂清洗剂回收方法。[0005] 本发明的第二方面提供了一种喷涂清洗剂回收系统。[0006] 有鉴于此,根据本申请实施例的第一方面提出了一种水性喷涂清洗剂回收方法,包括:[0007] 收集喷涂清洗剂废液;[0008] 对所述喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理,获取含涂料固体的高沸点液体和低沸点液体;[0009] 对所述低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;[0010] 将所述水相液体作为循环清洗剂。[0011] 在一种可行的实施方式中,所述喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理的步骤包括:[0012] 对所述喷涂清洗剂废液进行预处理,获取液体废液和固态废料;[0013] 对液体废液进行蒸发或蒸馏处理。[0014] 在一种可行的实施方式中,所述蒸发或蒸馏处理的步骤包括:[0015] 通过薄膜蒸发、刮膜蒸发、釜式蒸发、釜式简单蒸馏、塔板式蒸馏和填料式中的一种进行蒸发或蒸馏处理。[0016] 在一种可行的实施方式中,蒸发或蒸馏处理的作业温度为10℃至150℃,馏分冷却水的温度为1℃至40℃。[0017] 在一种可行的实施方式中,所述对所述喷涂清洗剂废液进行预处理的步骤包括:[0018] 通过沉淀、滤网过滤、超滤和离心分离中的一种进行固液分离。[0019] 在一种可行的实施方式中,所述水相液体为水、乙二醇己醚、乙醇胺和喷涂涂料的混合物。[0020] 根据本申请实施例的第二方面提出了一种喷涂清洗剂回收系统,用于实现如上述任一技术方案所述的水性喷涂清洗剂回收方法,所述喷涂清洗剂回收系统包括:[0021] 蒸发或蒸馏处理处理单元,连通于所述预处理单元,用于对预处理处理之后的液体废液进行蒸发或蒸馏处理;[0022] 高含固体废液存储单元,连通于所述预处理单元和所述蒸发或蒸馏处理处理单元,用于存储高沸点液体和固态废料;[0023] 水油分离单元,连通于所述蒸发或蒸馏处理处理单元,用于对所述低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;[0024] 水相存储单元,连通于所述水油分离单元,用于存储所述水相液体;[0025] 油相存储单元,连通于所述水油分离单元,用于存储所述油相液体。[0026] 在一种可行的实施方式中,所述蒸发或蒸馏处理处理单元包括:[0027] 依次连通的蒸馏单元、除雾器和冷却器,所述蒸馏单元连通于所述收集单元,所述冷却器连通于所述水油分离单元。[0028] 在一种可行的实施方式中,喷涂清洗剂回收系统还包括:[0029] 收集单元,所述收集单元用于收集生产车间产生的喷涂清洗剂废液;[0030] 预处理单元,连接于所述收集单元,用于对所述喷涂清洗剂废液进行预处理,所述蒸发或蒸馏处理处理单元连通于所述预处理单元;;[0031] 尾气处理单元,连通于所述水油分离单元;[0032] 第一过滤器,设置在所述水油分离单元和所述水相存储单元之间。[0033] 在一种可行的实施方式中,喷涂清洗剂回收系统还包括:再处理单元,所述再处理单元包括:[0034] 第二过滤器;[0035] 调和罐,连通于所述水相存储单元,所述第二过滤器设置在所述调和罐和所述水相存储单元之间;[0036] 输送单元,连通于所述调和罐,用于将所述调和罐内的循环清洗剂输送至生产车间。[0037] 相比现有技术,本发明至少包括以下有益效果:本申请提供了一种水性喷涂清洗剂回收方法和一种喷涂清洗剂回收系统,可以将水性废清洗剂收集起来,通过蒸发或蒸馏处理对其进行物理分离加工,进一步再进行油相液体和水相液体的分离,再将水相中的有效清洗组分保留在水相中,这部分水相液体具有一定的清洗力,只需要再向循环清洗剂中加入一定量的新鲜清洗剂组分或浓缩液后,即可完全恢复到新鲜稀释液的清洗能力而在喷涂车间作为清洗剂使用,这就形成了一个闭环水性清洗剂的回收利用工艺。这样可以为汽车和其他相似喷涂工艺厂商减少至少80%‑95%的废液排放,又减少了对水性清洗剂浓缩液的使用,降低用户厂家的清洗及废液处理成本,又大大减少了环境污染。附图说明[0038] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:[0039] 图1为本申请提供的一种实施例的水性喷涂清洗剂回收方法的示意性步骤流程图;[0040] 图2为本申请提供的另一种实施例的喷涂清洗剂回收系统的结构框图;[0041] 图3为本申请提供的实施例1的循环清洗剂的GC谱图。[0042] 其中,图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为:[0043] 1收集单元、2预处理单元、3蒸发或蒸馏处理处理单元、4高含固体废液存储单元、5水油分离单元、6水相存储单元、7油相存储单元、8蒸馏单元、9除雾器、10冷却器、11尾气处理单元、12第一过滤器、13第二过滤器、14调和罐、15输送单元、16生产车间。具体实施方式[0044] 为了更好的理解上述技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。[0045] 本申请考虑到,水性汽车清洗剂用于清洗汽车整装厂的喷涂车间,或其他(如船舰,家具,金属加工)类似的喷涂流水线。在喷涂流水线使用一段时间后,以及在切换不同涂料时,配制好的水性清洗剂稀释液会被用来清洗管线,管道设备,机器人喷嘴和/或人工喷涂表面等。在清洗后,含涂料的水性清洗剂混合物废液通常作为废水处理,这样的处理方式对生产厂家产生较大的财务负担,也对环境保护产生较大的负担和挑战。[0046] 如图1所示,根据本申请实施例的第一方面提出了一种水性喷涂清洗剂回收方法,包括:[0047] 步骤101:收集喷涂清洗剂废液;[0048] 步骤102:对喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理,获取含涂料固体的高沸点液体和低沸点液体;[0049] 步骤103:对低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;[0050] 步骤104:将水相液体作为循环清洗剂。[0051] 本申请实施例提供了一种水性喷涂清洗剂回收方法和一种喷涂清洗剂回收系统,可以将水性废清洗剂收集起来,通过蒸发或蒸馏处理对其进行物理分离加工,进一步再进行油相液体和水相液体的分离,再将水相中的有效清洗组分保留在水相中,这部分水相液体具有一定的清洗力,只需要再向循环清洗剂中加入一定量的新鲜清洗剂组分或浓缩液后,即可完全恢复到新鲜稀释液的清洗能力而在喷涂车间作为清洗剂使用,这就形成了一个闭环水性清洗剂的回收利用工艺。有时候这部分水相液体可以直接作为清洗剂在车间使用。这样可以为汽车和其他相似喷涂工艺厂商减少至少80%‑95%的废液排放,又减少了对水性清洗剂浓缩液的使用,降低用户厂家的清洗及废液处理成本,又大大减少了环境污染。[0052] 本申请实施例提供的水性喷涂清洗剂回收方法,使用蒸发和/或蒸馏方法将水蒸发出来,同时其中的有机物部分或全部与水共沸或被水蒸汽夹带(汽提)出来。此操作可以为连续或间歇式蒸发/蒸馏工艺。所回收的水相可以作为清洗剂直接使用,或用作稀释液,在加添有效成分后作为清洗剂使用。本发明的特点是将废溶剂中的固体与液体分离,将液体中的水相与无清洗效用的有机油相分开,从而重复利用水性清洗剂或水性清洗剂的稀释液,并由此形成水性清洗剂的闭环回收利用。此技术的利用可以大大降低污染废液的排放,并为水性清洗剂用户及生产厂家降低成本和增加收益,且具有极大的环境效益。[0053] 可以理解的是,本申请实施例提供的水性喷涂清洗剂回收方法包括但不限于用于汽车整车及其零部件,金属部件及产品喷涂生产线,塑料部件及产品喷涂生产线,船舰,飞行器,及其他喷涂工艺的清洗剂废液。[0054] 可以理解的是,水性清洗剂的浓缩液中含有多种有机成分,其中的表面活性剂使得水与有机组分形成单一的均相或乳化状混合物。此浓缩物在用户端与水进一步稀释,然后经搅拌形成清洗剂的稀释液(或称工作液)。此工作液用于清洗喷涂作业线中的各个环节和整个系统。清洗后的混合物含有清洗剂和涂料中的各种组分,此混合物因含固体且有机成分较高,而成为危险性化工废溶剂并交给有资质的危废处理商进行处理。在作为化工废水处理时,因高COD和固体含量而使得细菌净化处理较困难。即使如此,因按废水处理排放,使得其中的高价值化学组分失去了利用价值,并增加了环境保护的负担。有的厂商会将其作为工业废水自行处理,从而浪费了其中的有效成分,处理成本也较高。有的危废处理商将此废液燃烧处理,但因为含水量太高,热值较低,燃烧处理的成本也较高,且带来本可以避免的碳排放。本发明是利用水性清洗剂中的有机组分和水形成低沸点共沸物的特点,在蒸馏(或蒸发)时,水份蒸发的同时,将其中的有效有机成分一起蒸发出来。由此回收的水性液体为无色状,具有一定的洗净力,在添加少量清洗剂浓缩液或某些浓缩液成分后,其洗净力恢复到新鲜清洗剂的水平。而浓缩液或有效成分的添加量比使用纯水时要少很多,可以大大降低用户的清洗成本。此闭环回利用收水性清洗剂废液技术可以大大降低危废排放,节省用户成本,减低碳排放,有极大的经济利益和环境效益。[0055] 在一种可行的实施方式中,喷涂清洗剂废液进行蒸发或蒸馏处理的步骤包括:对喷涂清洗剂废液进行预处理,获取液体废液和高含固体的废料;对液体废液进行蒸发或蒸馏处理。[0056] 在该技术方案中,进一步提供了蒸发或蒸馏处理的具体步骤,先通过预处理,再进行蒸发或蒸馏处理,主要是除去喷涂清洗剂废液中的固体成分和固体吸附的液体成分。分离出液体后,其油层液可以用离心机或沉降分层的办法与水相分开。当水性废液为无色时,其滤液可以直接用作回收液,并对此水相进行以上的循环使用。沉降方法也可以用来分离固液相,原理与离心机相似,但需要较长的时间。[0057] 在一种可行的实施方式中,蒸发或蒸馏处理的步骤包括:通过薄膜蒸发、刮膜蒸发、釜式蒸发、釜式蒸馏和塔板式蒸馏中的一种进行蒸发或蒸馏处理。[0058] 在该技术方案中,进一步提供了蒸发或蒸馏处理的具体方式,通过薄膜蒸发、刮膜蒸发、釜式蒸发、釜式蒸馏、塔板式和填料式蒸馏中的一种进行蒸发或蒸馏处理,可以实现将水性废清洗剂收集起来。[0059] 在一种可行的实施方式中,蒸发或蒸馏处理的作业温度为10℃至150℃,馏分冷却水的温度为1℃至40℃。[0060] 在该技术方案中,进一步提供了蒸发或蒸馏处理的作业参数,通过蒸发或蒸馏处理的作业温度为10℃至150℃,馏分冷却水的温度为10℃至40℃,可以实现将水性废清洗剂收集起来。[0061] 在一种可行的实施方式中,对喷涂清洗剂废液进行预处理的步骤包括:通过沉淀、滤网过滤、超滤和离心分离中的一种进行预处理。如此设置便于实现去喷涂清洗剂废液中的固体成分和固体吸附的液体成分。[0062] 在一种可行的实施方式中,水相液体为水、乙二醇己醚、乙醇胺和喷涂涂料的混合物。水相液体为水、乙二醇己醚、乙醇胺和喷涂涂料中的可溶于水的组分的的混合物,只需要再向循环清洗剂中加入一定量的新鲜清洗剂组分或浓缩液后,即可完全恢复到新鲜稀释液的清洗能力而在喷涂车间作为清洗剂使用,这就形成了一个闭环水性清洗剂的回收利用工艺。[0063] 如图2所示,根据本申请实施例的第二方面提出了一种喷涂清洗剂回收系统,用于实现如上述任一技术方案的水性喷涂清洗剂回收方法,喷涂清洗剂回收系统包括:收集单元1,收集单元1用于收集生产车间16产生的喷涂清洗剂废液;预处理单元2,连接于收集单元1,用于对喷涂清洗剂废液进行预处理;蒸发或蒸馏处理处理单元3,连通于预处理单元2,用于对预处理处理之后的液体废液进行蒸发或蒸馏处理;高含固体废液存储单元4,连通于预处理单元2和蒸发或蒸馏处理处理单元3,用于存储高沸点液体和固态废料;水油分离单元5,连通于蒸发或蒸馏处理处理单元3,用于对低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离,获取油相液体和水相液体;水相存储单元6,连通于水油分离单元5,用于存储水相液体;油相存储单元7,连通于水油分离单元5,用于存储油相液体。[0064] 本申请实施例提供的喷涂清洗剂回收系统,因用于实现上述技术方案的水性喷涂清洗剂回收方法,因此具备上述技术方案的水性喷涂清洗剂回收方法的全部有益效果。[0065] 在使用过程中,先通过收集单元1用于收集生产车间16产生的喷涂清洗剂废液;而后通过预处理单元2对喷涂清洗剂废液进行预处理;而后通过蒸发或蒸馏处理处理单元3对预处理处理之后的液体废液进行蒸发或蒸馏处理;通过高含固体废液存储单元4存储高沸点液体和固态废料;通过水油分离单元5对低沸点液体进行油相液体和水相液体的分离;通过水相存储单元6存储水相液体;通过油相存储单元7存储油相液体,可以实现使用蒸发和/或蒸馏方法将水蒸发出来,同时其中的有机物部分或全部与水共沸或被水蒸汽夹带(汽提)出来。此操作可以为连续或间歇式蒸发/蒸馏工艺。所回收的水相可以作为清洗剂直接使用,或用作稀释液,在加添有效成分后作为清洗剂使用。本发明的特点是将废溶剂中的固体与液体分离,将液体中的水相与无清洗效用的有机油相分开,从而重复利用水性清洗剂或水性清洗剂的稀释液,并由此形成水性清洗剂的闭环回收利用。此技术的利用可以大大降低污染废液的排放,并为水性清洗剂用户及生产厂家降低成本和增加收益,且具有极大的环境效益。[0066] 在一种可行的实施方式中,蒸发或蒸馏处理处理单元3包括:依次连通的蒸馏单元8、除雾器9和冷却器10,蒸馏单元8连通于收集单元1,冷却器10连通于水油分离单元5。如此设置便于对废液中的有效清洗物的回收。[0067] 在一种可行的实施方式中,喷涂清洗剂回收系统还包括:尾气处理单元11,连通于水油分离单元5;第一过滤器12,设置在水油分离单元5和水相存储单元6之间。[0068] 在该技术方案中,喷涂清洗剂回收系统还可以包括尾气处理单元11和第一过滤器12,通过尾气处理单元11可以对尾气进行处理,降低对环境的危害,通过第一过滤器12的设置,能够避免固态颗粒进入到水相存储单元6之中。[0069] 在一种可行的实施方式中,喷涂清洗剂回收系统还包括:再处理单元,再处理单元包括:第二过滤器13;调和罐14,连通于水相存储单元6,第二过滤器13设置在调和罐14和水相存储单元6之间;输送单元15,连通于调和罐14,用于将调和罐14内的循环清洗剂输送至生产车间16。[0070] 在该技术方案中,喷涂清洗剂回收系统还可以包括再处理单元,而再处理包括了第二过滤器13、调和罐14和输送单元15,通过第二过滤器13可以进行在此过滤,通过调和罐14的设置可以向循环清洗剂中加入一定量的新鲜清洗剂组分或浓缩液以形成具备清洗能力的清洗剂,具备清洗能力的清洗剂可以通过输送单元15输送至生产车间16进行再次使用。[0071] 实施例1[0072] 在一个2000毫升的三口烧瓶(蒸馏釜)中装入从某厂中产生的喷涂清洗剂废液1500毫升,蒸馏釜上方装有冷凝器和馏分收集器。在带搅拌的蒸发器中进行常压蒸发。蒸馏釜(也可称为蒸发釜)的温度为102℃,馏分冷却水的温度为25℃。因为缺少分馏柱,所以此蒸馏实验实际应该称为蒸发实验(即理论塔板数为1)。实验结果如表1。原废液和分离后的水相分析结果为表2和表3。[0073] 在后继实验中发现,当将蒸发出的液体中的水相和油层混合后,其洗净力比单独的水相较差。所以在有关的小试和中试时,只有水相被收集回用,而关于油相的性质便不予论述。[0074] 从水相分析中可以看出,尽管清洗剂中的经由清洗能力的有机物的沸点较高,但因其和水共沸而与水一同蒸发出来,而这也是本发明的原理。[0075] 表1.水性废溶剂回收实验数据[0076] 水性危废原料,克 1500回收液体馏分,克 1392馏分中油层,克 21馏分中水层,克 1369蒸馏釜底部残留物,克 108损失,克 2原料固体含量,wt% 2.2%蒸发器底部固含量,wt% 30.0%回收液体占原料,wt% 92.8%油相占馏分,wt% 1.5%水相占馏分,wt% 98.5%有效水相回收率,wt% 91.4%底部残留物占原料比例,wt% 7.2%[0077] 表2.水性危废原料的组成(去除固体后,wt%)[0078] 水 94.5%乙二醇己醚 2.74%乙醇胺 0.53%其他有机组分总合 2.23%所有组分总合 100.00%[0079] 表3.回收水分离水相的组成(wt%)[0080] 水 96.9%乙二醇己醚 1.80%乙醇胺 0.35%其他有机组分总合 0.95%所有组分总合 100.00%[0081] 通过图3可以看出,循环清洗剂中包含了水和具备清洗能力的有机物,循环清洗剂具备清洗能力。[0082] 实施例2[0083] 将桶装的6875.5公斤喷涂清洗剂废液入原料罐中。此原来罐设有搅拌器连续搅拌,以使得原料保持质量温定。此废溶剂用一离心泵送入一个薄膜蒸发器中,喷涂清洗剂废液直接进入蒸发器中进行连续蒸发操作。蒸发器以7kg饱和蒸汽为加热介质,在80kpa的绝对压力下进行减压蒸发。蒸发处理后的物料平衡如下:[0084] 表4.水性废溶剂回收实验数据[0085][0086] 比较表1和表4,在原料相同的情况下,实施例1的结果与实施例2结果非常接近。其水相的组分分析也非常相近,在此处不再列出和讨论。[0087] 测试例1[0088] 试验方法:按照中国主要汽车主机厂的标准方法,包括滴落发和秤重法。[0089] 试验调节:室温23℃,湿度64%,洗净力测试温度35℃。[0090] 1)对比参照的标准清洗剂为该用户正在使用的水性清洗剂P(参照样),即实施例1和2中原废液所含的水性清洗剂P。[0091] 在烧杯中加入实施例2的纯水1520g和80g标准清洗剂浓缩液,搅拌均匀后得到水性清洗剂参照标准清洗剂。稀释比为1:19[0092] 2)使用纯水和盖吉(重庆)科技公司的水性浓缩液的试验[0093] 在烧杯中导入80g盖吉(重庆)科技公司的水性浓缩液,标号 然后加入1520g纯水,搅拌均匀后得到水性清洗剂 36613的试液(纯水稀释液)。稀释比为1:19[0094] 3)使用回收的水相与盖吉(重庆)科技公司的水性浓缩液的试验[0095] 在烧杯中加入实施例2的循环清洗剂1560g和40g浓缩液 36613,搅拌均匀后得到水性清洗剂 36613R的试液(回收水稀释液)。稀释比为1:39[0096] 测试结论:[0097] 1)以上3中稀释液用于不同颜色的涂料中。从滴落试验中得到的结果是,在同样稀释比的情况下,稀释20倍的 36613和稀释40倍的 36613R均展示了比稀释20倍的P试液更好的洗净力。[0098] 2)而当用回收水时,可以节省一半的水性清洗剂浓缩液且得到相同或更好的洗净力。[0099] 同样的结论在使用秤重法时得到的结论相同。[0100] 从图3中看出,回收水中所含的有机物除了常用的4种有效清洗剂成分外,还有很多未标明的有机分子。这些未标明的有机分子经检测发现是涂料中所含的有机组分,溶于水中;根据相似相溶的原理,这些溶于水并在蒸馏(蒸发)中因共沸而挥发且存在于水相中的有机分子对清洗作业起到了明显的增效作用,所以在使用回收水配置稀释液时可以节省大量的清洗剂浓缩液。[0101] 在工业生产中,当回收水相用于稀释液时清洗后,其产生的废液再次用于回收水,并且一直这样循环下去,行成本专利所述的闭环回收系统。这样的回收水的洗净力是否会保持同样的优越洗净力,将成为闭环工艺应用的关键。[0102] 测试例2[0103] a)实验设计[0104] 在测试例1的基础上,将 36613原液和水相馏分按质量比1:79混合均匀配制成稀释液,用滴落法测试稀释液的洗净力,向稀释液中加入1/10的长城水性涂料配制成水性废溶剂,将水性废溶剂常压蒸馏,收集馏分,用GC测定水相馏分的成分含量;再将36613原液和水相馏分按质量比1:79混合均匀配制成稀释液,重复上面的实验步骤将水相馏分循环使用20次,以掌握馏分经多次循环使用后的洗净力及成分含量的变化情况。[0105] b)实验步骤[0106] 1、用烧杯称取36613原液8.12g、水相馏分641.88g混合均匀配制成稀释液,称取稀释液50g用于测试洗净力,向剩下的600g稀释液中加入60g的水性涂料配制成水性废溶剂,测定固体含量,将水性废溶剂转入烧瓶中,记录水性废溶剂的质量;[0107] 2、将水性废溶剂常压蒸发,蒸发出的蒸汽温度为99℃,蒸发器底部温度约105℃。蒸发结束后测定残渣的固体含量,记录回收馏分的质量,计算馏分收率,向馏分中加入纯水使质量达到660g,混合均匀后将馏分转入分液漏斗中静置0.5h,分出水相,用GC测定水相馏分的成分含量,记录总的峰面积;[0108] 3、用烧杯称取36613原液8.12g、水相馏分641.88g混合均匀配制成稀释液,重复步骤1~2的操作,将水相馏分作为稀释剂循环使用20次。[0109] c)实验记录[0110] 表5记录了20次回用‑回收的试验数据。在20次以后,结论显示不需要在进行更多的试验而可以得出结论:闭环回收‑回用的长期效果没有改变。此闭环工艺可以进行工业化利用。[0111] d)稀释液洗净力测试。与标准清洗剂的清洗结果照片进行比对。[0112] 1、BASF马尔斯红(35℃,10滴)。[0113] 2、对其他颜色涂料的使用测试,同样的方法和步骤用于该主机厂使用的其他颜色涂料中.测试的结果与以上相同.[0114] e)实验结果与讨论[0115] 水性废溶剂馏分在循环回用15次后,有效组分A的含量稳定在1.55%—1.65%之间,[0116] GC峰面积总和稳定在1.85×106—1.95×106之间,洗净力也较为稳定(比参照产品P的洗净力更强),缩孔测试结果合格,本实验表明汽车主机厂产生的水性废溶剂馏分多次循环回用是可行的,且具有明显的经济效益和环保效益。[0117] 表5.水性废溶剂蒸馏相关数据[0118][0119] 通过上述实施例和测试例可以看出,通过本申请实施例提供的水性喷涂清洗剂回收方法能够使用蒸发和/或蒸馏方法将水蒸发出来,同时其中的有机物部分或全部与水共沸或被水蒸汽夹带(汽提)出来。此操作可以为连续或间歇式蒸发/蒸馏工艺。所回收的水相可以作为清洗剂直接使用,或用作稀释液,在加添有效成分后作为清洗剂使用。本发明的特点是将废溶剂中的固体与液体分离,将液体中的水相与无清洗效用的有机油相分开,从而重复利用水性清洗剂或水性清洗剂的稀释液,并由此形成水性清洗剂的闭环回收利用。此技术的利用可以大大降低污染废液的排放,并为水性清洗剂用户及生产厂家降低成本和增加收益,且具有极大的环境效益。[0120] 在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0121] 本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。[0122] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0123] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区:美国

专利申请日期:2022-09-16

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN115584301B

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