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替代ODS物质技术创新的系统性思考——碳氢溶剂清洗技术与传统清洗技术的比较研究
发布时间:2015-03-31 文章来源:普罗米

李大庆 (天津科技大学经济与管理学院   天津普罗米新材料有限公司顾问 邮编:300238)

         目前国内替代ODS物质的工作已经步入了实施阶段。近年来由于政府的强烈干预,各地一些企业开始充分重视替代ODS物质和有毒有害物质的工业清洗剂,在替代过程中,发现了一些新问题,经过了认真调查分析后,我们认为,国内替代ODS物质和有毒有害物质的工业清洗剂所要采用的技术,应该具有科学的发展观,不能重复国外一些发达国家的老路,必须充分了解国内制造业的现状,目前,我国制造业主要分布在沿海一些发达地区,自北向南分布在大连、北京、天津、山东的青岛、烟台、威海;长江三角洲经济带,包括苏南地区的南京、常州、无锡、苏州、昆山,上海地区和浙江省;珠江三角洲经济带包括福建省、广东省以深圳、珠海、东莞、中山、佛山、肇庆为主的产业链。这些区域的制造业的结构、经济效益、群聚效应、产品质量、技术水平也不尽相同,这就导致了客观上存在着区别和差距。也就是说,替代ODS物质的技术创新环境上存在差异,但主要表现在政策环境和市场环境两个方面。本文主要想从技术创新的角度探索适合我国的替代ODS物质技术。

1.碳氢清洗技术是替代技术的两种主要趋势之一

1.1 ODS替代技术的两种主要发展趋势

          目前在世界上ODS替代技术存在两种主要发展趋势,一种是以欧美所倡导的使用低破坏臭氧层系数的清洗剂为主的替代技术,但是其产品价格昂贵使我国一些企业对此感到望而生畏。
二是以日本一些公司推崇的碳氢清洗技术,主要技术路线是,碳氢溶剂捆绑碳氢清洗设备共同使用,这种模式已经被日资企业所普遍接受,国内一些企业也正在积极讨论这种技术。

通过一段时间的调查表明,我们感到“碳氢溶剂+清洗设备”这一技术具有很好的实用性,适合在我国企业中推广

       1.2碳氢清洗技术的特征,

1. 采用单一组分的高纯度碳氢溶剂,其特点是能够确保清洗质量,可以实现循环再生利用,可以支撑现代制造业的竞争体系,实现高质量低成本的运作模式。

2. 碳氢溶剂闪点较低(一般在48℃~68℃之间较多,沸点较高,一般在150℃~190℃之间的碳氢溶剂都有),这就决定了碳氢溶剂比较易燃,而且干燥性不如传统的卤代烃溶剂。

3. 从MSDS的分析来看,碳氢溶剂符合一般的环保要求,不破坏臭氧层,对人体无毒无害,对绝大多数材料是安全的。

4. 碳氢溶剂的理化特性决定了在实际替代过程中,需要一些辅助设备,例如,适合于碳氢溶剂使用的清洗设备,来保证实现碳氢溶剂的清洗特性,一般认为需要干燥装置,国内外的一些企业采用热风干燥或者真空干燥装置。

5. 如果为了保证产品的清洗质量,还需要减压蒸馏装置。

6. 如果采用超声波清洗,还必须加装冷却水装置,因为超声波震荡会使碳氢溶剂升温,而碳氢溶剂要保证在其闪点10℃以下的温度进行清洗。

2.使用碳氢清洗技术存在的问题及解决的办法

      2.1使用碳氢清洗技术存在的问题

2.1.1.目前碳氢清洗设备价格较高,设备改造和一次性投资较大,一些企业需要考虑投资回报率。使得推广起来具有一定难度。

2.1.2.替代卤代烃溶剂需要对设备进行适当的改造和调整,例如,加装干燥、蒸馏回收、冷却装置。针对碳氢溶剂的特征,有些专家认为必须对传统的清洗设备进行改造,改造方案一般首先根据不同的清洗工艺确定替代方案。适应前后工序的要求,国内的一些清洗事例表明碳氢溶剂和设备配合使用清洗效果是十分优越的。

2.1.3.目前,一些企业对碳氢溶剂的认识仍然需要一段过程,从技术创新这个角度来看,碳氢溶剂与传统的清洗剂会产生冲突,人们还不太习惯使用碳氢溶剂,从调查反馈的信息分析,主要表现在,碳氢溶剂价格较高、可燃、不易快速干燥,实际使用时需要增加清洗装置,增加设备投资。从使用分布来看,碳氢溶剂和设备主要在外资企业使用,主要用于精密加工过程中的使用。

那么怎样才能较快速的推广碳氢溶剂的使用哪?

       2.2解决问题的途径

主要途径有

2.2.1.加速研发挥发性更好的碳氢溶剂。例如,天津普罗米新材料有限公司生产的系列碳氢溶剂的性能就能够满足一些企业的清洗要求。
2.2.2研发价格便宜的干燥装置和蒸馏装置。例如,上海富利美工业清洗设备有限公司生产的系列碳氢清洗设备为许多用户提供了性能优良的清洗设备。

2.2.3.广泛宣传碳氢溶剂与传统的清洗剂的技术经济比较,许多事例表明,使用碳氢溶剂是会增加了一些投资,可是使用成本却比传统的清洗剂降低很多。因为,碳氢溶剂的挥发损失较小,而传统的卤代烃溶剂挥发损失较大,反而使用成本较高。

3.替代传统清洗溶剂的可行性方案评价

在用碳氢溶剂替代传统使用的清洗溶剂的技术改造过程中可采用下述四种方案

方案一:更新设备。采用真空清洗干燥设备,可以根据具体的工艺要求,设计清洗设备。虽然这种方案设备投资较大,但是投产后能够有效的降低使用成本,可以确保清洗质量,技术先进、安全可靠。
       方案二:在原有设备加装减压蒸汽清洗真空干燥子系统和冷水机,就是说,在原来的设备基础上,外加上这套子系统,就能够实现利用碳氢溶剂的清洗、再生循环使用、干燥的工艺过程。如果现有设备还有其经济寿命和技术寿命,可以考虑该方案,可以一次性实现利用碳氢溶剂,但要根据具体的清洗工艺设计这套子系统。这种方案设备价格较低,还可以确保清洗质量,安全可靠。注意控制与原来的生产节拍的协调。
       方案三:原有设备加装冷水机、减压蒸馏机、吸引干燥机。如果,工艺条件允许,采用这个方案也是可以的,设备改造价格较低,可以确保清洗质量,安全可靠。
       方案四:在原有设备上加装热风吸引干燥机和冷水机。这是最简单的替代方案,设备改造投入较少,但必须认真分析原来的清洗工艺和清洗质量要求。

4.对于碳氢溶剂的消耗量的数据比较

       比较数据必须根据具体的使用状况分析,可以肯定的是,单一组分的碳氢溶剂是可以充分的实现再生循环利用,例如,天津普罗米新材料有限公司的PRIME 201和202碳氢溶剂的回收率可以达到100%。详细数据请看下表。

真空清洗干燥设备对PRIME 201环保清洗剂的洗净能力和效果实验报告

5结论


1.从发展前景看碳氢溶剂和适合碳氢溶剂的清洗设备会在国内一些地区迅速推广。

2.选择替代ODS物质的技术必须符合我国大多数企业的实际状况,必须符合国际制造业的高质量、低成本的发展规律,作为产业链上的一个不可缺少的环节,它又必须提高其运作的效率。


目前。在国内替代ODS物质的技术创新方兴未艾,各种观点层出不穷。相信替代ODS物质的技术会朝着更加适用的方向成长,否则,技术创新就会走弯路,失去竞争优势。


个人简历

李大庆,男,1963年10 月出生。天津人。

1985年7月,天津大学工业管理工程专业毕业。工学学士

1998年3月,日本名古屋工业大学大学院工学科生产系统工学部,系统工程专业,工学硕士。曾在日本大荣株式会社、日本中日新闻社就职。

现在天津科技大学经济与管理学院,质量管理研究所所长,副教授,轻工产业技术经济专业博士2年在读。研究方向,生产与运作管理、质量管理、技术创新、电子商务等。

主要研究和咨询经验

2002年6月,替代ODS物质技术创新的研究和项目咨询。

2002年3月,包头市绿色食品产业发展战略研究,已结题。

2002年7月,在柔性制造系统中的质量控制技术的研究。

2003年7月,天津市新型工业化发展道路战略研究。已结题

2004年7月,国家科技部软科学项目,利用技术标准保障国家经济安全的政策措施的研究

2002年以来,对天津市天士力集团、天立醋集团、中集集团青岛冷藏箱公司进行了管理咨询。

2002年7月,国家职业安全健康,国家级外审员。


















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