未來(lái)環(huán)保清洗工程技術(shù)

1.引言

　　自從國(guó)際社會(huì)1987年制訂了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，中國(guó)作為締約國(guó)之一，于一九九一年六月為積極淘汰ODS采取了一系列措施。1993年國(guó)務(wù)院批?? 準(zhǔn)了《中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國(guó)家方案》，簡(jiǎn)稱(chēng)《國(guó)家方案》。為保證《國(guó)家?? 方案》的具體實(shí)現(xiàn)，國(guó)家環(huán)保局、計(jì)劃委員會(huì)等單位發(fā)出了聯(lián)合通知，通知中第五項(xiàng)?? 規(guī)定“自本通知發(fā)布之日起，各地不得新建、擴(kuò)建或改建下列生產(chǎn)裝置(線(xiàn)): ‘使用氯氟化碳或1.1.1-三氯乙烷或四氯化碳作為消洗劑的生產(chǎn)裝置’?！辈⒊醪竭_(dá)成目?? 標(biāo)于2006年除生產(chǎn)用外，將禁止生產(chǎn)，銷(xiāo)售和消耗作為清洗劑使用的含ODS物質(zhì)的清洗裝置（線(xiàn)、劑）。

　　隨著環(huán)保進(jìn)程的加快，消除ODS物質(zhì)清洗裝置（線(xiàn)、劑）被各個(gè)使用單位提到了議事日程上來(lái)，并逐漸成為未來(lái)清洗技術(shù)的一種趨勢(shì)。眾所周知，在需要清洗行業(yè)，碳溶劑或二氯乙烯、三氯乙烷等有機(jī)溶劑被認(rèn)為是最好清洗工藝，因?yàn)槠淝逑葱阅芎?、干燥效果好（可自然揮發(fā)），對(duì)設(shè)備一次性投資少，但是，因?yàn)槠鋵?duì)人類(lèi)的生存空間帶來(lái)嚴(yán)重的在和危害，并且隨著實(shí)際的使用，人們發(fā)現(xiàn)它的使用成本越來(lái)越高，所以一種新的清洗技術(shù)既有利于環(huán)保，又能降低生產(chǎn)成本的消洗方法逐漸受到了眾多廠(chǎng)家的青睞，即水系消洗，準(zhǔn)水系清洗，也成為未來(lái)清洗技術(shù)的一種發(fā)展潮流。

2.清洗原理：

　　清洗可以大致分為“干式清洗”和“濕式清洗”兩大類(lèi)，這里所述的是使用液體替代CFC-113和1，1，1-三氯乙烷而進(jìn)行的“濕式清洗”。清洗是物理作用和化學(xué)作用的綜合結(jié)果。

①化學(xué)作用的清洗

　　將清洗液的化學(xué)清洗作用原理，分為表面活性劑類(lèi)型（水類(lèi)清洗劑）和溶劑類(lèi)型(準(zhǔn)水類(lèi)、非水類(lèi)清洗劑略)分別加以說(shuō)明。

　　以水類(lèi)為代表的表面活性劑類(lèi)的清洗原理是：清洗劑中的表面活性劑分子通過(guò)吸附、浸透，將附著在被清洗物表面的污漬（油脂等），從被洗物上乳化、分散出去。以有機(jī)溶劑類(lèi)為代表的溶劑類(lèi)的清洗原理是：通過(guò)清洗液的溶解作用，將污漬浸透、溶解進(jìn)而除去。

　　這些清洗液由于種類(lèi)不同，去污的原理也有所不同。因此，熟悉它們自身的優(yōu)缺點(diǎn)并選擇性使用的非常重要的。

②物理作用的清洗

　　清洗是通過(guò)清洗液本身的化學(xué)性質(zhì)（表面活性、溶解力等）與促進(jìn)清洗的物理作用共同形成的綜合力量產(chǎn)生的效果。促進(jìn)清洗的物理作用發(fā)揮著下列重要作用。

對(duì)被洗物和清洗液施加物理作用，在短時(shí)間內(nèi)將污漬均勻地除去。

使被洗物附近的洗下的污物充分?jǐn)U散到洗清液中，增強(qiáng)清洗效果。

　　為了確保穩(wěn)定的清洗質(zhì)量，必須采用將化學(xué)作用和物理作用最佳組合在一起的清洗設(shè)備，才能達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。

③超聲波清洗

　　超聲波清洗在清洗中作為物理力之一，在以前的清洗和替代清洗中都是最有效的方法，因而被眾多清洗設(shè)備采用。

　　超聲波清洗指的是，在清洗液中使用頻率為20kHz-1MHz的超聲波照射，使液體中產(chǎn)生氣穴攪拌力及沖擊力,這種強(qiáng)大的物理力可使污漬在短時(shí)間內(nèi)被除去。

　　氣穴，即在清洗液中短時(shí)間反復(fù)出現(xiàn)氣泡并消失的現(xiàn)象。當(dāng)氣泡消失時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，致使污漬被剝離。氣穴的產(chǎn)生根據(jù)液體中空氣的含量及頻率的現(xiàn)中而有所差異，在抽空過(guò)的清洗液中較易產(chǎn)生氣穴，而波頻越高越難產(chǎn)生。

　　將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的電子振蕩能量，在超聲波振子中轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)能量，使清洗滌槽內(nèi)產(chǎn)生超聲波。超聲波振子根據(jù)安裝方法的不同，分為商業(yè)化的“槽外安裝式”和“槽內(nèi)安裝式”兩種。

　　通常，一般工業(yè)用清洗多使用20-50kHz，精密清洗為100-500kHz，而半導(dǎo)體工業(yè)等的超精密清洗則多利用1MHz附近的高頻區(qū)。

3.清洗劑（非水系清洗劑略）

①水系清洗

　　水類(lèi)清洗劑在替代之前就被廣泛應(yīng)用。由水、堿、酸、表面活性劑、防銹材料等組合而成，依據(jù)性質(zhì)分為中性、酸性、堿性三大類(lèi)。清洗劑的狀態(tài)多為粉末狀或液體，一般加水稀釋?zhuān)?0-100倍），在40-80時(shí)使用。

　　水類(lèi)與其它清洗劑相比，多為不燃、低毒。堿性清洗劑主要用于金屬零件的脫脂。這在水類(lèi)清洗劑中種類(lèi)最多，居于主導(dǎo)地位，特別是被具有廢水具有廢水處理設(shè)備的大型企業(yè)廣泛采用。

　　一般，水類(lèi)清洗劑與準(zhǔn)水類(lèi)和非水類(lèi)相比，油性溶解力較弱。壽命也短，因此必須頻繁更換清洗液，可能會(huì)產(chǎn)生較多的廢液。而且，由于清洗后的漂洗工序會(huì)產(chǎn)生大量廢水，所以設(shè)置作為輔助設(shè)備的廢水處理裝置以進(jìn)行符合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的處理，這是非常必要的。

②準(zhǔn)水系清洗

　　準(zhǔn)水類(lèi)清洗劑是由高沸點(diǎn)溶劑和活性劑等組合而成的。使用高沸點(diǎn)溶劑是為了降低失火危險(xiǎn)。為了確保被洗物的可干燥性，通常多采用清洗后用水漂洗的辦法。與其添加表面活性劑來(lái)增強(qiáng)清洗能力，倒不如靠水來(lái)改善漂洗性能。

　　雖然其主要成分是乙二醇酯類(lèi)、有機(jī)烴類(lèi)、醇類(lèi)、萜烯類(lèi)、N.甲基吡咯烷酮類(lèi)等，但由于通常含有5-20%的水分，所以可燃性很低。

　　一般清洗能力較強(qiáng)，能同時(shí)除去水溶性的油污漬。與水類(lèi)清洗劑一樣，因?yàn)樾枰科?，所以用于漂洗的排水的廢水處理設(shè)備不可缺少。準(zhǔn)水類(lèi)清洗劑與水類(lèi)清洗劑相比，由于清洗液中有機(jī)成分濃度較高，因此漂洗后廢水中的COD值（Chemical Oxygen Demand：化學(xué)需氧量）也較高。

　　最近，在金屬加工零件清洗等的清洗中，出現(xiàn)了不僅僅是清洗工序，連漂洗工序也使用準(zhǔn)水類(lèi)清洗劑，而不再靠水來(lái)漂洗的例子。

　　由于主要成分使用了可燃性的有機(jī)物，所以要添加水分消除可燃性。在清洗工序中，若加溫使用，水含量如果控制不當(dāng)，就會(huì)造成水分不足和燃燒的情況，必須加以注意。另外，清洗液的廢液多為不能蒸餾再生的物質(zhì)，需要作為產(chǎn)業(yè)廢棄物進(jìn)行處理。

4.清洗裝置

　　根據(jù)清洗物的輸送方式，清洗裝置的分類(lèi)可以分為“自動(dòng)輸送”和“手工輸送”；根據(jù)清洗物的處理形式，可以分為“分批處理”和“連續(xù)處理”。

　　清洗裝置一般由清洗、漂洗、干燥3種基本功能構(gòu)成，輸送方式分為“手工”和“自動(dòng)”。處理形式分為“分批處理”和“連續(xù)處理”。

①處理形式

　　分批處理即以清洗筐為單位，將被洗物由一個(gè)槽向另一個(gè)槽間歇性地輸送，這是最常用的清洗方法。對(duì)于多部件的一次性處理十分方便，而且因其較好的處理能力、廣泛的適用性以及設(shè)備成本低廉等，被廣泛使用。

　　連續(xù)處理即將被洗物連續(xù)輸送的清洗方式，因其設(shè)備所占空間大，清洗方法受限制，所以適用于同種部件的大量清洗。例如在印刷電路板安裝工序中就要采用連續(xù)處理的噴淋清洗設(shè)備。

②清洗方式的種類(lèi)和優(yōu)點(diǎn)

　　清洗方式，分為超聲波式、噴流式、噴淋式、浸漬搖動(dòng)式和蒸氣式等。而且，清洗方式又分為液相中清洗類(lèi)和氣相中清洗類(lèi)兩種。液相中清洗類(lèi)又有浸漬式、噴流式、超聲波式、減壓式和搖動(dòng)式等，適用于大多數(shù)的清洗液。

　　對(duì)于轉(zhuǎn)筒和搖動(dòng)清洗，利用其單一功能的情況較少，多是與超聲波和噴流并用。噴流清洗也叫液相中噴射。是將清洗液在液相中噴向被洗物的清洗方式，應(yīng)用于搭載半導(dǎo)體設(shè)備的印刷電路板等方面。超聲波清洗效果顯著，因而被應(yīng)用于非常廣的范圍。

　　氣相中清洗類(lèi)包括噴氣式、噴淋式和噴霧式等，由于牌霧化狀態(tài)，所以在使用可燃性清洗液的情況下，從安全角度考慮，清洗槽不能采用開(kāi)放式構(gòu)造。通常采用水類(lèi)清洗劑。對(duì)于噴氣式，由于其噴射壓力高達(dá)20kg/cm2，所以能夠很好地將附著在被洗物表面的大顆粒塵埃和加工油等除去。對(duì)于噴淋與噴霧式，因?yàn)槠鋰娚鋲毫Σ蛔?kg/cm2，或稍高于此，所以多被應(yīng)用于玻璃纖維板等的精密清洗和超聲波清洗后的漂洗工序。

③干燥方式的種類(lèi)和優(yōu)點(diǎn)

　　干燥方式種類(lèi)眾多。熱風(fēng)式、減壓式、排氣式或旋轉(zhuǎn)式，多用于水類(lèi)或有機(jī)溶劑類(lèi)清洗劑的干燥工序。熱風(fēng)式即將熱風(fēng)吹向被洗物使之干燥的方法，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，分批處理和連續(xù)處理都可適用。

　　減壓式指的是將被洗物投入鍍錫鋼板內(nèi)后，將壓力減至大氣壓以下，以降低清洗液和漂洗液的沸點(diǎn)，使之低溫干燥的方法。

　　旋轉(zhuǎn)式和排氣式，則是將清洗液和漂洗液在風(fēng)力和離心力的強(qiáng)制作用下，從被洗物表面分離出去。由于受被洗物的形狀及清洗液和漂洗液沸點(diǎn)的影響，會(huì)出現(xiàn)干燥不足的情況，所以多與熱風(fēng)并用。

　　以上介紹了未來(lái)清洗趨勢(shì)清洗原理、清洗劑和清洗裝置，日東作為一家大型的專(zhuān)業(yè)制造清洗設(shè)備的供應(yīng)商，通過(guò)各種國(guó)際技術(shù)交流與合作努力提高自身的素質(zhì)，為消除含ODS物質(zhì)的清洗裝置（劑、線(xiàn)）在清洗業(yè)的應(yīng)用，作出了大量?jī)?yōu)秀的成績(jī)。95年與韓國(guó)三星電機(jī)（東莞）有限公司就其電腦硬盤(pán)外殼的替代清洗，用ACS-4550在線(xiàn)式水系清洗裝置，替代了其使用的三氯乙烷間歇式清洗，被三星公司視為大陸工廠(chǎng)清洗設(shè)備的典范。98年更與長(zhǎng)虹在微電子行業(yè)就陶瓷基板的替代清洗，成功使用BT-5072用水類(lèi)清洗劑做介質(zhì)，替代了其使用甲苯、甲醇做為清洗劑的清洗裝置，最大的降低了使用成本及減少了對(duì)工人身體的危害并有效地預(yù)防了火災(zāi)的隱患。更與日本SONIC FELLOW合作，在LCD及顯像管行業(yè)積極推廣水系清洗裝置（劑、線(xiàn)），為消除含ODS物質(zhì)的清洗裝置（劑、線(xiàn)）目標(biāo)的達(dá)成積極努力。