优化生产提高洁净度

发布时间：2009-08-04 来源：ABB评论

        Cellier Activity 公司位于法国阿 尔卑斯山脉富有田园风光的 Aix-Les-Bains。从 2000 年起，它成 为 ABB 法国公司的一部分。Cellier 公司在世界造纸工业的表面涂料备 制行业中已有 5 0 多年的经验 ( 见 资料库1 )。除了提供交钥匙工程的成 套生产设备之外，公司还以单机或 配套工艺设备的形式为化学品管 理、原材料储存、粉料输送、分 配、热炼、混合、过滤、管道清洗 系统和成套工艺监控系统，提供创 新的解决方案。此外，公司还为纸 张、纸板和印相纸生产线及脱墨生 产线、润滑油混合设备、油脂生产 设备、装饰品和工业油漆及其它树 脂和粘结剂等一类的专用化学品生 产设备提供设计、工程建造、采购 和调试服务。
        据估计，由于缺水将影响全世 界约四成的人口，因此需要更 加有效地保存、循环使用和保 护水资源。
        Cellier 还提供就地清洗 (CIP) 技术、 过滤和清管系统等创新型解决方 案，用于帮助客户减少并回收利用 各种副产品与排污物，进而减少废 物排放。
        营造更清洁的环境
        企业必须降低工艺流程中产生排污 物的原因有很多，但其中最重要的 只有两个：即珍贵资源的日趋减少 和必须符合强制性的法规要求。 据估计，缺水已影响到全世界约四 成的人口 1)，由于人口的不断增加、 城市化程度的不断提高，以及民用 和工业用水量大幅走高，人类生存 环境日趋恶化。因此，每一个人， 特别是生产企业，都必须承担起更 加有效地保存、循环利用和保护水 资源的责任。
        首先， 生产企业从减少“ 基本用 水”做起 (例如减少自来水消耗)， 可以重复使用再生水代替常用的自 来水。此外，还可以对回收的原材 料或副产品进行再生处理。
        越来越严峻的环境挑战和未来 的法规要求促使越来越多消费 者关心生态环境。
        REACH (化学品的注册、评估和授 权) 和 IPPC (综合污染防治制度) 这 两项欧盟法规包含了保护环境和人 类健康所应采取的措施。当然经济 因素也非常重要，工厂可利用处理 装置以减少水和化学品的消耗量。 越来越严峻的环境挑战和未来的法 规要求 2) 促使越来越多消费者关心生 态环境。凡是预见未来发身变化的 公司从长期来看一定能够节约时间 和资金， 并提高他们的整体利润 率。改进操作性能与提高环境性能 保持一致， 这有利于提升企业形 象，扩大竞争优势和提高风险管理 能力。
        为了帮助企业实现改进操作性能和 环境性能的目标，Cellier 公司提供的 创新工艺增值解决方案，可达到以 下目的：
        ■减少消耗，优化资源
        ■优化工艺和生产能力：采用封闭式 操作方法；提高利用率；减少维护 工作量——尽可能减少操作人员的 干预；减少循环作业时间 3 )。
        ■提高设备的清洁度 (通过合理调度 同类产品批量生产，采用高压清 洗作业，以及废水的循环利用等 措施)，采用 CIP 就地清洗技术，实现自动化操作。
        ■对所使用和生产的成分、 需求和数量进行记录、测 量和管理，就能够很容易 地控制生产过程。此 外，Cellier 的解决方案通 过确保安全操作 (即减少 手工作业) 和系统的连贯 性 (即可追溯性) 保证了 配方的精度和工艺的重复 精度。
        ■利用浓缩或分离固体物质 的方法来减少和回收污 水，并可将处理后的清洁 污水再用于工艺过程并用 作冲洗介质，或者作为公 益用水甚至“配方”成 份。
        CIP 技术
        CIP 是用于减少污水和控制污水产生 最好的现成技术。
        CIP 技术适合于清洗工艺槽 罐、管道和相关设备的内表 面，清洗时无需拆解这些装置 CIP 技术主要用于清洗工艺槽罐、管 道和相关设备的内表面，清洗时不 需要拆解这些装置。清洗作业可以 重复进行，其清洗的速度很快，只 需要少量的工作人员。这些技术可 应用于多品种多批量的生产设备， 以及要求频繁清洗的生产设备。 由于 CIP 是一种自动化操作技术，因 此可以优化清洗剂的使用量。最重 要的是可使生产设备更加清洁。在 现有的不同 CIP 解决方案中，Cellier 公司建议采用新型混合和输送清洗 系统。
        混合配比解决方案：
        采用 CIP Delicel 装置 CIP Delicel (见图 1 ) 装置是一个分散 效率高的自动化清洗系统，使清洗 液能够迅速扩散至整个槽罐的高度 上，并进行快速循环，适合于清洗 经常变化的批量生产设备。通过分布在周边搅拌臂上的高压 喷嘴来保证其清洗的质量。 自动清洗的顺序与工艺过程 相适应，清洗水的用量可以 自动控制。

        涂料生产设备的典型清洗工 艺如下：
        ■首先通过清洗喷嘴向涂料 罐壁上喷水，把残留在罐 壁上的粉末清除掉，并随 着 CIP Delicel 内的液体回 流到沉淀罐中。
        ■接着 (通过一个自清洗过 程) 清洗 CIP Delicel 装 置，清洗液回流到沉淀罐 中。
        ■再把清洗液进行稀释 (或 作最后处理 4) )，将其储 存到沉淀罐内。
        采用 CIP Delicel 装置的好处很多。 首先，可使排污量减少 90 %，其中 部分或全部清洗水可再次利用。清 洗操作可自动执行，清洗液用量可 以自动控制，无需操作人员干预。 此外，采用此技术可使清洗时间减 少 50 %。CIP Delicel 装置中的清洗液 会很快排空，并进行自清洗，以便 再一次用于清洗作业。稀释作业不 单独占用时间，而在回流沉淀罐内 同时进行。
        根据批量的相容性来组织生产，再 加上对清洗介质的用量、清洗时间 和清洗质量的控制，可以进一步优 化清洗效率 (见图 2 )。

        管道清理解决方案
        转运作业也会产生排污物。在所有工业中，大量的不同产品必须通过 管道运送，不管这些产品是否彼此 相容。但在管道转运另一种产品之 前，都必须要把管道全面清空并进 行清洗，这就需要管道清理技术。 该技术由管道内可移动的塞子 (通常 被称为“清管塞”) 组成。清管塞可 以隔离和清空管道。正常情况下， 被转运产品的材料回收率为 100 %， 而且，管道中两个清管塞之间有一 个较小的空间容积置换，可以使清 洗液用于清洗管道，而清洗液的用 量也可尽量减少。
        清管技术符合安全和环保的要求。 例如，转运回路是封闭的，可减少 和回收废弃物，这一技术的另一优 点在于可在同一管路中连续运送不 同的产品。事实上，生铁管道可成 为一种真正的处理工具，它可改变 运送产品和计量产品，而不会产生 交叉污染，并可利用隐性时间，而 不占用随配料或转运操作的时间。 这反过来又会进一步提高工作车间 的灵活性， 拥有更高的模块化特 性，这既可以简化管道的网络，又 便于管道的延长，因而会进一步提 高工作车间的灵活性与调节性，还 有利于进一步优化槽罐、灌装机设 备的配置。
        Cellier 公司已经开发了一系列的清管 元件，其中包括清管器发送和接收 站、分配阀、十字阀和所谓的 H 型 阀 (见图 3 )。一般来说，这些元件安 装在三条管道的交汇点上，形成一 个互相交连的网络 (见图 4 )，管道的 直径可以各不相同。它们按照矩阵 的原理组装，从而可以使几个进、 出口点相互连接。由于它们都采用 自动化控制， 因此管道清理系统 比较安全，并大大增强了它们的反 应能力和可靠性 (见图 5 6 )。

        倾注桶 (DDU)
        手工倾注操作不仅会增加液体外溢 和发生事故的风险，更主要的缺点 是缺乏操作精度和产品配方的可追 溯性。
        Cellier 公司的倾注桶 (DDU) 主要用 于运送装在桶内的液体添加剂，但 不会引起外溢 (见图 7 )。它可计量倾 注于桶中的产品，冲洗清空后的桶 和转运管道，以及回收冲洗产品， 并将其作为一种配方元素列入配方 之中。除此之外，DDU 设备还可与 工厂的控制系统连接，用于配方管 理和制订生产操作计划。

        CIP Delicel 设备可使排污量减 少 90 %，其中部分或全部清 洗用水还可再次回收利用。
        DDU 设备可实现：
        ■如果由配方经理控制，其配比精 度很高，可靠性也很好■操作追溯性好。操作员可从与工厂 控制系统连接的终端界面上接收特 定的指令，帮助他登记注册所倾注 的产品。因此可以更加容易进行 存量 (容积) 管理和库存控制
        ■安全、清洁和舒适的操作
        ■高价值产品的回收和清洗后倾注 桶的再利用
        ■ 将清洗产品再次引入到配方中 使用
        ■易于维修。
        过滤桶装置——过滤解决方案
        过滤桶装置是一种管道中使用的压 力式过滤器，其滤网的网目尺寸为 50 μm 至 500 μm (见图 8 )。它可自动 地分离、浓缩和清除污染杂质，因 此可保证获得优质的最终产品。过 滤桶装置是一种自清洗设施，在过 滤桶上有个旋转式坡道，通过刮板 可以结合高压清洗技术进行连续清 淤。它既可以安装在一个过滤点 上，也可以安装在循环线路上。过 滤装置可应用于高粘度产品或含有 固体的产品，也可以使用在造纸工 业中的颜料过滤以及油漆、树脂和 胶水生产中 (见图 9 )。

        倾注桶 (DDU) 在转运储存桶 和槽罐中的液态添加剂时，不 会外溢。
        采用过滤桶装置具有以下优点：
        ■清洗液的消耗量减少了 50 %，主要 有以下两个原因：采用刮板可以进行连续清淤和对过滤桶 进行高压清洗，从而提高 了清洗效率
        ■在短期排放中，由于对污 染物采取了浓缩和自动排 放措施，使排污量和产品 损失降至最低
        ■像清洗和排放等所有的功 能都可以按照工艺需要实 现自动不间停运转
        ■减少了维护工作量。由于 清洗是自动的，因此金属 过滤桶无需拆解。
        采用过滤装置降低了下游过 滤器的堵塞次数，并减少了 由于下游设备污染所造成的损坏。 过滤桶装置是用于管道中的一 种压力过滤器，它可以自动地 分离、浓缩和清除污染杂质。
        成套自动化装置
        在减少废物的过程中，应把自动化 装置中可能发生的故障考虑在内， 例如像槽罐溢流、软管连接不良、泵泄漏等，这些事故将会导致环境 污染。一般而言，自动化是降低或 甚至消除人为错误或工艺故障风险 的最有效方法。它能提供稳定的工 艺管理和监控、应急状态的模式、 组织化的措施、操作人员的安全知 识、安全装置和安全连锁机构。 减少废物主要依赖于简单和重复的 工艺以及严格的相应措施。自动化系统规定的关键环境性能指 标 (KPI) 具有很大的好处 (见 资料库2 )。
        Cellier Activity 公司不断开 发出创新型工艺解决方案。 泰国的一家涂料生产厂决定 改善他们的操作和环境性 能，最近安装了 11 套 CIP Delicels 设备。法国一家涂 料工厂将 CIP Delicels 清洗 工艺列入他们的质量标准。
        这些成功的应用实例表明， 工厂的老板们对采用环境友 好型技术越来越感兴趣，它 们正在执行一项真正的用水 管理计划，以降低水和溶剂的消耗 并减少废物，同时通过降低生产成 本，进一步提高经济效益。