摘 要:針對目前鋁箔軋制油清潔過程中存在的安全隐患以及清潔度低的問題,研究優化鋁箔軋制油過濾配方和清潔系統。在軋制油過濾配方中加入抗靜電劑,并以飛濾素取代傳統的活性白土作為過濾介質,既可防止由于靜電荷的累積造成火災隐患,還能大大減少濾渣量,保護環境,提高軋制油清潔度。通過清潔系統的優化設計,在混料罐和油路上安裝電導率傳感器進行實時監測,保證了軋制油清潔系統的安全性。
關鍵詞:鋁箔;軋制油;過濾清潔;混料罐
在鋁箔的實際生産過程中,軋制油起着重要的作用,包括軋輥之間的潤滑、冷卻作用以及鋁箔表面的去污作用等[1]。目前,為了節約能源、降低成本,工廠都配有軋制油的回收清潔系統,即将已經使用過的髒油利用固定的通道回收到混料罐,然後進入到過濾器中進行清潔,供應到鋁箔軋機中使用。其中,軋制油的清潔度是影響鋁箔質量及生産效率的重要因素[2]。清潔度低容易在鋁箔表面形成一些極小的微坑,影響鋁箔針孔數的增加和進一步減薄以及表觀質量;另外,在軋制油的清潔過程中,由于過濾介質和油之間的相互摩擦産生大量的電荷,并且随着軋制油沉積在油箱的底部,逐漸使溫度升高甚至發生爆炸,給設備造成了極大的安全隐患,嚴重制約了生産效率的進一步提高。
針對軋制油過濾效率低、清潔度不高和安全性不夠等問題,研究優化軋制油清潔系統,實現高效率、高清潔度的軋制油過濾,符合當下綠色環保的生産需求,同時還能夠降低生産成本,為企業帶來更大的收益。
1 軋制油過濾混料的優化
現有的軋制油清潔系統采用濾紙過濾的方法進行過濾,過程是首先将矽藻土、白土以及要進行過濾的軋制油混合均勻;然後将所得的混合物鋪設在過濾紙上進行過濾;最後将過濾好的軋制油裝入油箱内投入使用[3]。在這個過程中,利用矽藻土的多孔性和白土超強的吸附性能可大大提高過濾效果,但是在将矽藻土、白土和軋制油混合均勻的過程中,由于三者之間的相互摩擦,容易産生靜電,在後續過程中,經過電荷的相互轉移,使軋制油油箱内部聚集了大量的靜電電荷,造成油箱内頻繁出現明火,使得局部溫度升高(最高時可達到150 ℃),從而容易引發火災,這不僅給生産和設備帶來了重大的安全隐患,還對鋁箔軋機的正常生産造成了影響;因此,采用一種在鋁箔軋機軋制油清潔過程中避免靜電産生,具備安全高效特點的鋁箔軋機軋制油清潔系統尤為重要。
1.1 軋制油抗靜電優化
抗靜電劑是一種具有表面活性的物質,具有較強的吸附性,同時能夠提高燃油的電導率,起到快速洩漏靜電荷的作用,可有效防止靜電荷的積聚。鋁箔軋機軋制油在清潔過程中的靜電荷是由濾料之間相互摩擦以及軋制油的高速流動造成的,采用在混料中加入抗靜電劑可以在一定程度上避免由靜電造成的安全隐患[4]。抗靜電劑主要性能指标見表1。
表1 抗靜電劑主要性能指标
密度/g·cm-3閃點/℃運動粘度/mm2·s-1傾點/℃0.85~0.88>22
在軋制油清潔混料的過程中加入适量抗靜電劑,能夠防止火災及爆炸等事故的發生。采用這種方法所用的抗靜電劑量較少,操作方便,同時能夠和其他添加劑互容,不影響油的品質,對提高軋制油清潔系統的安全性、經濟性具有很重要的作用。
1.2 軋制油過濾混料優化
鋁箔軋機軋制油清潔用助濾劑的主要成分是矽藻土和活性白土。矽藻土的化學成分是二氧化矽,具有堅硬的骨架,化學穩定性好,密度低,比表面積大,具有多孔性,能夠有效攔截髒軋制油中直徑>1 μm的顆粒。随着過濾進程的進行,各顆粒形成一層濾餅,可攔截顆粒更小的雜質;但同時矽藻土的比表面積下降,導緻其過濾效率降低[5]。活性白土是由蒙脫石組成的生物混合物,它具有良好的吸附性,且分子間的空隙、孔容較大,有利于吸附分子的擴散,可有效過濾軋制油中直徑
矽藻土和白土的搭配使用可以獲得良好的清潔效果,但其對環境的污染很大,不符合綠色生産的要求;因此,采用綠色環保的飛濾素在一定程度上取代白土和矽藻土作為助濾劑具有重要意義。飛濾素是一種經特殊環保工藝制備而成的具有獨特結構的有機纖維,具有良好的吸附性能,在一定程度上實現了矽藻土和白土的過濾組合作用,可取代活性白土,同時還具有矽藻土的優點。相對來說,飛濾素具有更長的過濾周期、更少的固體廢棄物、更低的油耗以及極佳的清潔效果,過濾後的污油澄清透亮。軋制油清潔混料配方見表2。
表2 鋁箔軋機軋制油過濾配方
名稱用量/%來源軋制油92軋機各工序的髒油矽藻土6.75吉林省臨江市飛濾素0.75上海抗靜電劑0.5上海
2 軋制油清潔系統的優化
2.1 軋制油清潔用混料罐的優化
鋁箔軋機軋制油清潔系統用混料罐的結構示意圖如圖1所示。它主要包括液位傳感器、攪拌槳、二氧化碳噴射口、煙霧檢測器、矽藻土稱重儀和飛濾素稱重儀。
圖1 鋁箔軋機軋制油清潔用混料罐結構示意圖
根據表2的配比進行投料,當髒軋制油的液位為混料罐的30%時,利用其頂部的旋轉電動機帶動攪拌槳旋轉用來攪拌髒軋制油,将其與矽藻土和飛濾素混合均勻,使助濾劑能夠有效地與軋制油進行接觸,吸附軋制油中的雜質,提高軋制油的清潔度。
随着軋制油的流動,混料中的靜電荷排布會發生一定的變化。為了實時監測混料罐内靜電荷含量,在混料罐上安裝有電導率傳感器。當電導率達到某一值時,及時調整混料含量,以防止電荷累積;同時,混料罐上方裝有煙霧檢測器,可以迅速發現火情,并通過二氧化碳滅火器進行滅火,防止火勢的蔓延,以保證生産的安全性。
2.2 軋制油過濾系統的優化
鋁箔軋機軋制油清潔系統的結構示意圖如圖2所示,它包括髒油箱、混料罐、闆式過濾器、放卷裝置、升降裝置、收卷裝置以及淨油箱。其中,混料罐即采用圖1優化後的結構,軋制油經過管道輸送至闆式過濾器中,利用闆式過濾器的過濾紙進行軋制油的清潔。
圖2 鋁箔軋機軋制油清潔系統結構示意圖
在該系統中,髒油箱以及淨油箱設置于車間的地表以下區域,通過管道連接混料罐和淨油箱,這樣既可以節約使用面積,又可以保證安全性。放卷裝置和收卷裝置位于地面上方,分層排放,每層均有3個放卷架或收卷架,由1個驅動電動機帶動,按照一定的順序進入闆式過濾器,作為軋制油過濾過程中的基布。采用這種方法對注入闆式過濾器中的髒油進行過濾清潔,清潔效率高,增加了過濾紙的使用效率,同時降低了使用成本。此外,由于過濾介質之間的相互摩擦産生的靜電荷不會随着軋制油的流動而消失,最終會累積在淨油箱底部,引起明火,造成安全隐患。為了徹底保證設備的安全,在過濾器供油管路上和過濾器返回淨油箱的管路上安裝電導率傳感器[6-7],随時監測油路中的靜電荷并及時反饋至控制系統,并調整混料罐中添加劑的含量,以保證生産安全。
3 結語
采用優化的軋制油清潔系統及混料,可大大降低鋁箔生産過程中的安全隐患,提高生産效率。實踐表明,軋制油清潔系統的優化實現了減少靜電荷産生的目标,提高了軋制油的清潔效率和清潔度,同時降低了成本,對提高鋁箔的質量和提高工廠效益具有重要的意義。
參考文獻:
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