CN221045637U - 一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，包括粗过滤单元、精过滤单元、MVR蒸发单元；MVR蒸发单元包括预热器、蒸发器及压缩机；粗过滤单元、精过滤单元串接；精过滤单元滤液出口、预热器冷介质流道、蒸发器料液入口依次连接；料液在蒸发器加热室内加热，经蒸发器分离室汽液分离，汽体由压缩机压缩送入加热室作为热源；加热室热介质流道出口与预热器热介质流道进口连接，预热器热介质流道出口与回用液收集单元连接；分离室釜残液出口、粗过滤单元和精过滤单元的截留物出口均与危废收集单元连接。本实用新型所述系统既能回收有价值溶剂和水回用于生产，节省水性清洗剂采购费用，又可减少危废物的排放，减少后处理费用。

Description

一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统

技术领域

本实用新型属于废液回收处理技术领域，尤其是涉及一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统。

背景技术

在汽车喷涂工艺中，为保证漆面的颜色纯度等符合质量要求，在喷涂的不同阶段或者更换不同颜色和涂层的水性漆涂料时，会涉及清洗环节，使用清洗剂对喷涂机器人内部的管路、阀门、喷嘴等装置进行冲洗，由此会产生大量水性涂料清洗废液。

水性涂料清洗溶剂主要有效成分为水溶性的醇醚类(乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚等)、醇类(异丙醇、2-(二甲氨基)乙醇、1,2-乙二醇等)、胺类(N-甲基二乙醇胺、三羟基三乙胺等)中的几种或多种按照不同的配比制成，使用时根据需要用水稀释到所需浓度。稀释后清洗剂能够完全清洗喷涂机器人管路、阀门、喷嘴等装置附着的水性漆，这是保证汽车生产过程中车身喷涂品质的必要工序。清洗后产生的水性涂料清洗剂废液的主要组分除了水性漆清洗溶剂和水之外，还有清洗下来的油漆组分(大颗粒的漆渣、油漆树脂颗粒、钛白粉、金属粉等)，这个废液被归类为危险废物。目前常规的处理方式是汽车生产厂家将废液收集后打包运送至危废处理站委外处理，不同地区危废的委外处理费用单价约3000元～8000元/吨。如果能将清洗到废液中的废油漆组份分离出来，回收有价值的溶剂和水回用，那么不但能够实现危废减量，很大程度的减少处理费用，有助于降碳减排，还可以节省水性清洗溶剂的采购费用，具有非常可观的经济和环保价值。

中国专利文献CN201410496603.5公开了一种水性涂料清洗剂废液再生利用的方法，将水性涂料清洗剂废液经过预处理后加入添加剂A和B,进行破乳反应后通过过滤系统将溶液和漆渣分开，漆渣进行无害化处理，溶液进行溶剂富积,使少部分水与大部分溶剂混合物分离，溶剂混合物通过蒸馏进行溶剂提纯回收，分离的废水经过废水处理后达标排放。但是该技术方案存在弊端，首先需额外加入添加剂A和B到废液系统中，相当于额外加入了外源的污染物，为后续无害化处理增加负担，其次该方法在富积步序和蒸馏步序将溶剂和水分离，回收的溶剂为浓度60％的溶液，分离的废水进入废水处理系统，这样不但浪费了水资源，还增加了废水处理成本。

因此如何提供一种更合理的水性漆清洗剂废液回收处理系统，在能够回收有价值的溶剂和水，实现危废减量，减少后处理负担的同时，还可节省水性清洗溶剂的采购费用，实现经济和环保双重价值，是本领域从业人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种设计合理、节能减排的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，通过两级过滤加MVR蒸发的结构，不仅能实现回收有价值的溶剂和水，通过配比回用于生产的需要，节省水性清洗溶剂的采购费用，而且可以减少危险废弃物的排放，减少后处理费用，有助于降碳减排降，降低环境污染。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，包括粗过滤单元、精过滤单元、MVR蒸发单元；所述MVR蒸发单元包括预热器、蒸发器及压缩机；

所述粗过滤单元的滤液出口与所述精过滤单元的料液进口连接；所述精过滤单元的滤液出口、所述预热器的冷介质流道、所述蒸发器的料液入口依次连接；料液在所述蒸发器的加热室内加热，经所述蒸发器的分离室汽液分离，分离出的汽体由所述压缩机压缩后作为热源送入所述蒸发器的加热室的热介质流道内；所述加热室的热介质流道出口与所述预热器的热介质流道进口连接，所述预热器的热介质流道出口与回用液收集单元连接；

所述分离室的釜残液出口、所述粗过滤单元的截留物出口和所述精过滤单元的截留物出口均与危废收集单元连接。

水性清洗剂废液成分复杂，含有大约85～90％的水，约5～10％左右的水性清洗溶剂，以及大约5％清洗下来的废弃物(可溶性大分子树脂、漆渣固体不溶物等)。本发明采用粗过滤+精过滤的方式去除悬浮固体杂质以及大分子有机物等，过滤后的滤液通过MVR蒸发单元同时回收水及有价值的溶剂组分，MVR蒸发单元产生的釜残和前面过滤去除的废渣收集后作为危废委外处理，经过该系统处理后危废减量80％以上，在MVR蒸馏过程中有价值的溶剂和水一同共沸馏出，溜出液可以作为清洗剂直接使用，或者补加部分有效成分后作为清洗剂使用，实现回收有价值的溶剂和水

两级过滤工作原理是利用不同微米甚至纳米级别的滤芯孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物、大分子有机物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。废溶剂首先经过粗过滤，分离出树脂、颜料、胶体等滤渣作为危废，滤液经过精过滤再次过滤分离出小颗粒的树脂、颜料、胶体以及大分子有机物等作为危废。

蒸发的工作原理是通过加热沸腾进行汽液分离，进行低沸点和高沸点物质的分离。从而继续分离前面过滤无法分离出去的物质。MVR蒸发，又称为机械蒸汽再压缩(MVR，mechanical vapor recompression)技术，在蒸发过程中，从蒸发器分离室出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成液体，从体系中排出。原溶液被浓缩后，从体系中排出。此过程不但回收了潜热，提高了热效率，而且节省了部分冷凝水系统，达到节能节水的目的。

本发明中过滤后的滤液进入MVR蒸发单元的预热器的冷介质流道和蒸发的冷凝水换热后进入蒸发器加热室-蒸发器分离室-强制循环泵系统，在加热室内加热，然后进入分离室进行汽水分离，沸点高的大分子、高沸点的组分则被浓缩形成釜残；分离室中产生的二次蒸汽通过压缩机提高温度和压力再次作为加热室的热源，蒸汽和物料换热后，冷却变成冷凝水，冷凝水再经预热器热介质流道预热原料，同时自身降温冷却，冷却后冷凝水中包含水与溶剂(属于水性清洗剂溶剂的有效成分)，根据各组分的浓度去配比回用；MVR蒸发单元产生的釜残作为危废，和前面粗过滤以及精过滤产生的危废一同委托外运，危废量按照废溶剂量的20％进行设计。

进一步的，所述粗过滤单元包括两个串联或并联设置的粗过滤器。

根据现场实际使用情况，既可以将两个粗过滤器串联在一起保证出水水质，也可以采用单独的一个粗过滤器进行灵活运行

进一步的，所述粗过滤器的过滤孔径为1～5微米。

粗过滤单元选用1～5微米过滤精度的过滤器串联或并联使用(过滤精度的选取要根据废液的水质情况，不同厂家的废液可能需要不同精度的过滤装置)，确保更好的过滤效果。

进一步的，所述精过滤单元包括两个并联设置的精过滤器。

进一步的，所述精过滤器的过滤孔径小于0.1微米。

进一步的，所述精过滤器为超滤膜过滤器。

精过滤单元采用过滤精度小于0.1微米的超滤膜过滤，膜材质选用耐溶剂的高分子材料(如PP、PVDF、PES等)，可以将废液中的悬浮固体全部去除。精过滤单元采用两套并联运行，在一套进行清洗时，另一套正常运行，保证工艺可以连续运行。另外配置有膜反冲洗系统，定期对膜进行反向冲洗，恢复膜的使用通量，延长膜的使用寿命，反冲水用膜的过滤产水就可以。

进一步的，若杂质含量较高，对膜的污堵比较严重，可以在所述精过滤器前设置过滤孔径在0.1～1微米的微滤膜过滤器。

进一步的，所述蒸发器包括加热室、分离室和用于将料液在所述加热室和所述分离室之间循环的强制循环泵。

MVR蒸发单元包括预热器、蒸发器及压缩机，蒸发器包括加热室、分离室和强制循环泵；

进一步的，所述MVR蒸发单元还包括设置于所述加热室的热介质流道出口与所述预热器的热介质流道进口之间的冷凝水罐和冷凝水泵。

相对于现有技术，本实用新型所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统具有以下优势：

本实用新型所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统结构设计合理，可实现溶剂组分和水的同步回收，除杂彻底，回收的溶剂水溶液可满足回用的要求，回收率可达80％以上；采用两级过滤+MVR蒸发的工艺，没有外源药剂的加入，简化了回收过程，降低了运行成本，同时可以减少危险废弃物的排放，降低环境污染；最终达到了不仅能够回收有价值的溶剂和水，实现危废减量，减少后处理负担的同时，还可节省水性清洗溶剂的采购费用的目的，实现经济和环保双重价值。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统的工艺流程示意图。

附图标记说明：

1-粗过滤器，2-精过滤器，3-预热器，4-压缩机，5-冷凝水罐，6-冷凝水泵，7-加热室，8-分离室，9-强制循环泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统包括粗过滤单元、精过滤单元、MVR蒸发单元；

其中，粗过滤单元包括两个通过管路可实现串联或并联设置的粗过滤器1，粗过滤器1的过滤孔径为1～5微米；

精过滤单元包括两个并联设置的精过滤器2，精过滤器2为超滤膜过滤器，过滤孔径小于0.1微米；

MVR蒸发单元包括预热器3、蒸发器、压缩机4、冷凝水罐5和冷凝水泵6；蒸发器包括加热室7、分离室8和用于将料液在加热室7和分离室8之间循环的强制循环泵9；

粗过滤器1的滤液出口分别与两个精过滤器2的料液进口连接；精过滤器2的滤液出口与预热器3的冷介质流道进口连接，预热器3的冷介质流道的出口通过管路与加热室7的冷介质流道入口连接，加热室7的冷介质流道出口与分离室8物料进口连接，分离室8与加热7室之间通过强制循环泵9实现料液循环，分离室8顶部的气体出口通过管路与压缩机4连接，压缩机4的出口则与加热室7的热介质流道入口连接，加热室7的热介质流道出口与冷凝水罐5连接，并经过冷凝水泵6与预热器3的热介质流道进口连接，预热器3的热介质流道出口排出的回用水则由回用液收集单元收集；

分离室8的釜残液出口排出的废液、粗过滤器1的截留物出口排出的粗过滤废液和精过滤器2的截留物出口排出的精过滤废液则均由危废收集单元收集后，委托外运处理，危废量按照废溶剂量的20％进行设计。

本实用新型所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统的工作过程如下：

如图1和2所示，主要含有85-90％的水、5-10％的水性清洗溶剂以及5％漆渣废弃物的水性清洗剂废液，经过孔径1～5微米的粗过滤器1进行过滤，除去较大颗粒的杂质，得到的滤液进入下一级精过滤器2，滤渣则作为危废收集；随着过滤制水时间的增长，因截留物的污染，粗过滤器1的运行阻力逐渐上升，当运行至进出口水压差达一定程度时，需更换滤芯，保证过滤效果及保护下一级精过滤器的膜丝使用寿命；

上一步过滤后获得的滤液，经过滤精度小于0.1微米的超滤膜过滤，将废液中悬浮颗粒、胶体、微生物大分子有机物等杂质完全去除，得到的滤液进入MVR蒸发单元，滤渣作为危废收集；精过滤器2采用两套并联运行，在一套进行清洗时，另一套正常运行，可保证工艺可以连续运行；随着过滤制水时间的增长，因截留物的污染，精过滤器2的运行阻力逐渐上升，当运行至进出口水压差达一定程度时，需更换滤芯；若杂质含量较高，对膜的污堵比较严重，可以考虑在这一步之前再加一步微滤膜(孔径范围0.1～1微米)过滤；

经过前面两级过滤净化后的滤液，进入MVR蒸发单元，首先进入预热器3冷介质流道与蒸发的冷凝水换热后，加热到50℃左右，然后进入蒸发器的加热室7-分离室8-强制循环泵9系统中，经加热室7加热后液体温度在86～96℃，分离室8内气液分离，气相温度在80～90℃，作为二次蒸汽进入压缩机4，经过压缩机4压缩后，蒸汽温度约为95～105℃后作为加热室7的热源，在加热室7加热料液，换热后冷凝成水，冷凝水进入预热器3热介质流道对进入预热器3冷介质流道内的滤液进行预热，温度降低到55℃左右，此时冷凝水中只含有水洗清洗剂主要成分和水，水质干净，可以去配比回用于生产，回收的冷凝水量为原废液量的80％以上；蒸发产生的釜残浓缩液作为危废与粗过滤以及精过滤产生的危废一同收集，委托外运，危废量占原废液量的20％以下，危废减量超过80％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：包括粗过滤单元、精过滤单元、MVR蒸发单元；所述MVR蒸发单元包括预热器、蒸发器及压缩机；

所述粗过滤单元的滤液出口与所述精过滤单元的料液进口连接；所述精过滤单元的滤液出口、所述预热器的冷介质流道、所述蒸发器的料液入口依次连接；料液在所述蒸发器的加热室内加热，经所述蒸发器的分离室汽液分离，分离出的汽体由所述压缩机压缩后作为热源送入所述蒸发器的加热室的热介质流道内；所述加热室的热介质流道出口与所述预热器的热介质流道进口连接，所述预热器的热介质流道出口与回用液收集单元连接；

所述分离室的釜残液出口、所述粗过滤单元的截留物出口和所述精过滤单元的截留物出口均与危废收集单元连接。

2.根据权利要求1所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述粗过滤单元包括两个串联或并联设置的粗过滤器。

3.根据权利要求2所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述粗过滤器的过滤孔径为1～5微米。

4.根据权利要求1所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述精过滤单元包括两个并联设置的精过滤器。

5.根据权利要求4所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述精过滤器的过滤孔径小于0.1微米。

6.根据权利要求4所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述精过滤器为超滤膜过滤器。

7.根据权利要求4或5所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述精过滤器前设置有过滤孔径在0.1～1微米的微滤膜过滤器。

8.根据权利要求1所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述蒸发器包括加热室、分离室和用于将料液在所述加热室和所述分离室之间循环的强制循环泵。

9.根据权利要求1所述的水性漆清洗剂废液的危废减量及资源化回收系统，其特征在于：所述MVR蒸发单元还包括设置于所述加热室的热介质流道出口与所述预热器的热介质流道进口之间的冷凝水罐和冷凝水泵。