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摘 要：本研究介绍了一种新型超声波清洗机的应用情况，通过超声波清洗、蒸汽清洗和真空干燥，实现对电子零部件更好的清洗效果。同时采用挥发性小、无毒的碳氢清洗剂替代挥发性大、毒性较大的二氯甲烷作为清洗剂。项目废气经收集治理后能够实现稳定达标排放。
关键词：碳氢清洗剂;超声波清洗;真空干燥
1 背景介绍
近年来，生产机械、电子零部件的企业对清洗剂和清洗机的需要量迅速增长，随着中国淘汰ODS进程的加快，以及政府对环境保护和劳动者人身健康的重视，ODS和其他卤代烃清洗剂面临淘汰的巨大压力，许多企业急于寻找适合的替代方法。碳氢清洗剂具有挥发性小、无毒的优势，是很多清洗企业的首选替代选择。而碳氢清洗剂必须借助于真空清洗机才能彻底发挥其优势。出于环境保护及职业卫生安全角度考虑，本项目采用挥发性小、无毒的碳氢清洗剂替代二氯甲烷作为清洗剂，同时配套新型超声波清洗机，该清洗机可以减小清洗剂的损耗同时获得更好的清洗效果。
2 新型设备清洗工艺
本项目采用全自动化清洗，具体工序包括上料、1槽超声波清洗、2槽超聲波清洗、3槽蒸汽清洗、3槽真空干燥和出料。具体工艺流程如下：
（1）上料：将数十片片状产品放置在洗净篮内，将洗净篮码放在进料口处的链条式传送机上。通过链条式输送机对片状产品进行输送。片状产品清洗机内置3个清洗槽位，其中1槽和2槽进行超声波清洗，3槽进行蒸汽清洗和真空干燥。下面分别进行介绍。
（2）1槽超声波清洗：链条式输送机首先将片状产品（放置在洗净篮内）输送至1槽工位。1槽为敞开式结构，设置温度为35-40℃，内置碳氢清洗液，清洗液液面高度维持0.35m。片状产品浸入清洗液，在超声波作用下，将金属表面粘附的油污、灰尘等清洗掉。1槽清洗液挥发会产生少量有机废气（G1）。
（3）2槽超声波清洗：链条式输送机将片状产品（放置在洗净篮内）输送至2槽工位。2槽为敞开式结构，运行温度为35-40℃，内置碳氢清洗液，清洗液液面高度维持0.38m。片状产品浸入清洗液进行第二次清洗。2槽清洗液挥发会产生少量有机废气（G1）。
（4）3槽蒸汽清洗（利用清洗液高温蒸汽进行清洗）：链条式输送机将片状产品（放置在洗净篮内）输送至3槽工位。3槽为密闭结构，设置温度为105-110℃，压力为12Kpa，在此温度和压力下，利用清洗液的高温蒸汽对片状产品进行第三次清洗。
（5）3槽真空干燥：蒸汽清洗工序和真空干燥工序均在3槽进行，两种工序循环接替进行。片状产品完成蒸汽清洗后，3槽蒸汽（清洗液的高温蒸汽）通过冷凝管液化（高温蒸汽通过冷凝管采用间接水冷的方式进行冷凝，冷凝水温度低于20℃，冷凝时间约为5～8min，绝大部分蒸汽均能够冷凝为液态），液化后的清洗液补入2槽。随后将3槽抽真空，压力小于01Kpa，在此温度（105-110℃）和压力（<0.1Kpa）下，片状产品表面沾附的高温清洗液蒸汽迅速挥发，获得干燥的片状产品。3槽蒸汽冷凝过程会产生少量不凝气（G1），3槽抽真空过程会产生少量真空尾气（G1）。
（6）出料：清洗、干燥后的片状产品（放置在洗净篮内）自链式输送机的输送下离开清洗机，工人在输送机上取下洗净篮，取出完成清洗的片状产品，即可进行后续的检验、包装工序。
新型超声波清洗机内清洗液的迁移转化流程见下图：
其中1槽清洗液和2槽清洗液挥发会产生少量有机废气，主要污染物为VOCs，3槽蒸汽冷凝过程会产生少量不凝气，主要污染物为VOCs，3槽抽真空过程会产生少量真空尾气，主要污染物为VOCs。清洗工序产生的有机废气、不凝气和真空尾气通过密闭清洗间侧面排风口收集净化后引入一根15m高排气筒排放。片状产品表面粘附的油污、灰尘等被清洗进入清洗液，灰尘等通过1槽和2槽配套的过滤器截留，过滤器定期更换，产生废过滤器。通过蒸馏槽将清洗液和混入的油污分离，分离出的油污（掺杂有少量未被蒸馏出的清洗液）经冷却后进入废油槽，废油槽内收集的废油定期清理。
3 废气及废液的收集处置
清洗工序布置在新建密闭清洗车间内，1槽和2槽清洗液挥发产生的有机废气、3槽蒸汽冷凝过程产生的不凝气和3槽抽真空过程产生的有机废气通过密闭清洗间侧面排风口收集，采用活性炭吸附装置净化，净化后尾气引入一根15m高排气筒排放。根据实际运行监测结果，项目排气筒废气能够实现稳定达标排放。片状产品表面粘附的油污、灰尘等被清洗进入清洗液，灰尘等通过1槽和2槽配套的过滤器截留，过滤器定期更换，产生废过滤器。通过蒸馏槽将清洗液和混入的油污分离，分离出的废油（掺杂部分未被蒸馏出的清洗液）经冷却后进入废油槽，废油槽内收集的废油定期清理，蒸馏出的高温清洗液蒸汽通过管道进入3槽用于蒸汽清洗。
4 小结
本研究介绍了一种新型超声波清洗机的应用情况，通过超声波清洗、蒸汽清洗和真空干燥，实现对电子零部件更好的清洗效果。同时采用挥发性小、无毒的碳氢清洗剂替代挥发性大、毒性较大的二氯甲烷作为清洗剂。项目有利于环境改善并保护劳动者职业健康。
参考文献：
[1]廉超.浅析超声波碳氢清洗的原理及应用[J].高端装备制造，2013：14：170.
[2]陈康宗，李忠德.碳氢/真空清洗技术的研究应用于展望（下）[J].清洗世界，2005.3.30.
作者简介：第一作者杨佳楠（1990-），女，助理工程师，主要从事环境影响评价研究。