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干洗机的环保适应性分析

发布时间:2019/10/21 16:46:34  来源:  作者:

1 干洗机及其使用的洗涤溶剂

1.1 干洗机

干洗机是使用化学溶剂与机械能的共同作用洗涤衣物 ,并具有脱剂、 烘干 、 溶剂过滤净化 、 回收等功能的机械 。

根据所使用化学溶剂的不 同, 干洗机可分为如

下 6 种 :

(1)四氯 乙烯干洗机 , 是指使用 四氯乙烯作洗涤溶剂的干洗机 , 四氯乙 烯简称 Per 溶剂 ;

(2)氟素干洗机 , 是指使用 F113 、 F141B 等作干洗溶剂的干洗机 ;

(3)石油干洗机 , 是指使用石 油溶剂 (即烃类溶剂)作洗涤溶剂的干洗机如 DF2000 、 D40 -类 ;

(4) 溴 化碳 干 洗 机 : 指 采 用 HYD 溶 剂 的 干 洗

机 ,HYD 溶剂是 HYDROCARBON 的简称 ;

(5)液态二 氧化碳干 洗 机 : 指使用 液 态 C02 作洗溶剂的干洗机 ;

(6) KP-A 干 洗机 :是 指 最 近 推 出 的使用 一 种 KP-A 复合型溶剂的干洗机 。

上述使用不同洗涤剂的干洗机按其机器结构不同又可分为 3 类 :

(l)Per 类干洗机使用 四 氯 乙 烯溶剂 、 氟素溶剂和 KP-A 复合溶剂 。 这类干洗机结构原理和系统基本一样 , 但其中氟素干洗机采用 特殊 的热水蒸馏箱 ;

(2)HYD 类干洗机使用 石 油溶剂 和 溴化碳溶剂 。 由于这两种溶剂都存在易燃、 易爆的安全问题 ,因此 , 这类干洗机都有特殊的结构要求 :

1 )溶剂降温装置 ,保证溶剂在低于闪点 的低温状态下进行洗涤 ;

2)贫氧装置 ,保证在整个干洗过程 中,干洗机 内氧气的含量不超过 8% , 防止溶剂与氧气接触引起爆炸 。通 常采用 自动检测干洗机各容腔 中氧 的含量 , 并 自动充人氮气的方法 ;3 )防静 电装置 ,在干洗过程 中自动检测溶剂的电阻值 , 以测定溶剂是否产生静电 ,依据溶剂电阻值的变化 , 自动加注碱液 , 以消除溶剂产生 的静电;4 )烘干气流调节装置 ,通常通过检测烘干风道进 、 出 口 的温度来 自动调节冷风和热风的流量 ,以控制烘干气流的溶剂气体浓度和温度 。 这类干洗机一般都采用特殊的真空蒸馏装置 ;

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(3)C02 类干洗机 , 使用液态二氧化碳溶剂作洗涤溶剂 , 这是近年来才开发的高压干洗机 , 由于工作在 7 MPa 以上高压状态 , 其结构特殊 ,价格 昂贵 , 目前还没有普遍使用 。

1.2 常用干洗溶剂几种常用溶剂 的性能 比较见表 1 。

1.3 四氯乙烯及其对环境和人体的影响目前使用最广 的是 四 氯乙 烯 。 它是一种无色透明的液体,在所有氢化烷类和 氢化 乙 烯类溶剂 中是最稳定的一种 ,仅需添加少量稳定剂 。 是一种强力有效 的溶剂 , 主要用于干洗 、 金属脱脂和纺织品加工方面 。

四氯乙 烯最早生产于 1821 年 , 由 Faraday 首先采用热分解六氯乙 烷制备而得 。 在第一次世界大战期间 , 由英国、 德国生产 , 美国在 1925 年开始采用 四氯乙 烯作干洗剂 ,二次世界大战后 , 开始在欧洲广泛采用 。

四 氯 乙 烯是有机化合物 的广谱溶剂 , 能溶解脂肪 、 焦油 、 橡胶和树脂 , 也溶解硫 、 碘、 氧化汞和 一定量的氯化铝 。 可 以 和氯化有机溶剂及大部分普通溶剂相互溶解 ,并生成大约 60 种二元共沸物 。

四 氯 乙 烯在 150 ℃ 以 下不会发 生 分解 , 如果 没有催化作用 ,在空气 、 水 中四氯 乙 烯在 500'C 以 下范围内是稳定 的, 它不受氧影响 , 在光和空气条件下长期储存会发生 自动氧化缓慢分解 。 但胺类和酚类能阻止其 自然氧化 ,加入稳定剂后可稳定其化学性能 。四氯乙 烯在镍 的催化条件下 , 220C 会完全分解成氯化氢及碳 。 光氯化 四氯乙 烯生成六氯乙 烷 。 在石油醚溶液 中四 氯 乙 烯与丁基锂会发生爆炸 。 MP时 , 四 氯乙烯同金属钾也会发生爆炸 。

由于 四 氯 乙 烯 的泄漏 、 挥发会污染干洗工 场环境 的空 气 , 使其含氯气 体 的含 量增 加 , 当浓 度 大 于 100PPM 时 , 人会 闻到不适 的气味 , 当大于 200PPM时 会 引 起 眼 睛 的 轻 刺 激 和 轻 微 头 痛 ; 当 大 于 400PPM 时 , 会感到鼻腔刺激 , 身体感到不适 , 当浓度大 于 600PPM 时人们会感到非 常浓 的不适气 味并对 眼 , 鼻有较强 的刺激 ;如果长期在这种环境下 ,会发 生 眩晕 和 麻木 的感 觉 ;当浓 度 大 于 1000PPM时将会感觉强烈 的刺激气味 , 眼 睛和呼 吸道受到强烈刺激 , 在半小 时 内会异常眩晕 , 可能会失 去知 觉 ;如 果 人 在 浓 度 大 于 1500PPM 的环 境 中少则 几 分钟 , 多则半小时会失去知觉 ,仍至死亡 。在干洗过程 中人体接触到 四 氯乙 烯 , 会对皮肤产生刺激 , 使之干燥 , 粗糙脱皮等 ;如溅人 眼 中可使眼睛红肿 ,应立 即清水冲洗 ;如意外吞食少量 四氯乙烯 , 会对人体产生较大危害, 量大时应立 即洗 胃, 以免产生严重 的伤害。


2 四 氯乙 烯干洗机产生环境污染的原 因直至今天 , 经过近百年的历史验证 , 四 氯乙 烯仍然是最好的干洗溶剂 。 但它泄漏对环境和人体同样会产生污染和危害。 由于干洗机本身产生 的污染 , 主要有如下 3 方面 :

2.1 干洗机在干洗过程 中的泄漏引起污染

(1)溶剂泄漏包括 :油缸 、 外笼 、 金 属过滤器 、 水分离器、 尼龙过滤器 、 蒸馏冷凝器等各干洗机容腔的泄漏 , 干洗剂输送管道 、 阀门的泄漏 , 溶剂泵的泄漏 ,洗笼主轴轴封的泄漏等 。 ;

(2)气体泄漏 :干洗机在烘 干衣物 时 , 风道各密封 的泄漏 , 平衡管路 的泄漏 , 各腔体密封 , 风道 口 盖的泄漏等引起烘干过程含氯气体外溢污染环境 ;

(3)残存泄漏 :在干 洗过程 中, 残 留在干洗机各溶腔 内,如 :洗衣笼 、 风道 、 过滤器 、 蒸馏器 、 水分器 内含 有 四 氯 乙 烯 的绒 毛 、 残渣 等带 出机外 时 , 产生 污染 ;

2.2 残存气体污染

干洗机在烘干衣物时在笼 内和风道 中的气流含有 大量 四 氯 乙烯 。 在干衣过程 中没能完全把气流 中的四氯 乙烯 回收。 在干衣结束后 ,机 内气体含有四氯乙 烯 , 当开 门取衣时会溢 出机外产生污染 。

2.3 残渣污染

在干洗溶剂再生 、 溶剂过滤过程 中, 衣物带来的绒毛 、 杂质等会形成干洗残渣 ,这些残渣在排出机外时造成污染 。 如蒸馏再生溶剂时产生 的蒸馏残渣 ,在绒毛过滤器 、 纽扣捕集器 中滤 留和 粘附的绒毛和干燥冷凝器、 干燥加热器翅片上粘附的绒毛等。


3 四 氯 乙 烯干洗机的环保措施四 氯乙 烯用 于干洗虽是最好 的 , 但又 同时存在着对环境的污染和对人体的危害。 因此世界各国都在纷纷寻找新的替代溶剂 。 并对现有 四氯乙烯干洗机进行改进 , 使其符合环保要求。

实践证 明, 如果人们长期置身于一种高浓度的含 四氯乙 烯气体的环境 中,肯定会对人体造成伤害。但 四 氯 乙 烯不是致癌物 , 目前仍未被 国际癌症研究署 , 美 国职业安全及健康委员会 OSHA 及美 国国家毒物学规化署等权威机构确认为致癌物 。 美 国各州没有法律规定不准作用 四氯 乙 烯干洗机 , 只是对 四氯乙 烯的气态排放浓度 ,工作场地及周 围土壤 中四氯乙烯的排放量等作了规定 。

(1)美 国 OSHA 在 1989 年规定 , 连续 8 小时四氯乙烯的极 限浓度从 100PPM 降为 25PPM;

(2)美 国政府工业卫生委员会 1990 年建议 :工作地点连续 8 小时四氯 乙 烯的最大浓度为 25PPM ,15 分钟短时间最大浓度为 100PPM ;

(3)加拿大政府规定 , 干洗工厂 的四氯乙烯环境极限浓度为 25PPM ;

(4)德 国政府在 VB966 法规 中规定 , 德 国工人的安全和健康标准 中四氯乙 烯的职业环境极限浓度为 50PPM ;

(5)1996 年 11 月香港特别行政 区规定 , 干洗机干洗后笼内残存浓度小于 300PPM 。为了适应上述环保要求 , 四氯乙烯干洗机 , 应采取如下措施 :

3.1 提高干洗机 的密封性 , 包括部件密封 , 管道密封 , 泵密封 , 干洗笼轴密封 , 风道密封 , 各腔体 口 盖密封等。 除结构上采用先进的气密结构之外 ,对于密封件材料的选用也应 十分注意 。

目前 , 常用 的密封材料是氟橡胶或 改性 丁 晴橡胶 。 平面密封则多用复合胶木密封件 , 即用氟胶片加软木组成的平面密封垫层 。 由于氟橡胶 的硬度和弹性不可兼得 , 最近 国外大量采用改性丁 晴橡胶制作各种密封材料 。 这种材料既耐四氯 乙烯 , 又有弹性和很低的硬度。 在机械轴封 中则大量采用组合密封方式 , 即气封加轴封的双密封结构。 在溶剂泵等专用轴封 中,则巧妙地用 陶瓷和 0 型 圈组成动态密封。 这些密封材料 的改进提高了干洗机 的密封性能 ,极大地降低 了污染 。

3.2 提高干洗机的溶剂 回收能力干洗机干洗溶剂的回收是基于空气中四氯乙烯的含量与空气的温度有关的原理 。 实践证明 , 在不 同的温度下 ,饱和空气 中四氯乙烯的浓度是不 同的。 德国 BOWE 公司经过 长期 的试验总结 出图 1 中的关系曲线 。 

由图中可见 :

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(1)干衣气流温度越高, 热气流使衣物上 的四氯乙烯蒸发越快 ,气流中四氯乙 烯饱和蒸气的浓度越高, 越有利于从衣物 中带走四 氯乙烯 ,烘干衣物 ;

(2)干洗机干燥冷凝系统冷介质的温度越低 , 干衣气流冷却越快 ,越有利于冷凝回收四氯 乙烯 ;

(3)干衣气流温度不能无限提高 , 为了保护衣物不 变形 , 纤 维不受影 响 , 通 常干衣温度在40 ~ 60 ℃为好 ; 

(4)冷却介质温度不可能无 限降低 , 考虑成本 、功耗及其他条件限制 ,一般最低选择 -20'C左右 ,如温差小于 20 ℃则 回收效果不好 ;

(5)干洗机 的溶剂 回收能力除了与烘干温度、 冷介质温度有关外 , 还 与机器结构 , 风道设计,抽排风量等诸因素有关 。


根据上述原理 , 为了提高 回收能力一般采取如下方法 :

(1)采用新型直线式大气流风道设计 ;

(2)采用 电致冷 回收系统 , 降低冷质温度 ;

(3)采用机外二次 回收技术 , 在干衣后期通过笼外循环 , 活性碳吸附进行二次 回收 , 以降低笼内残存四氯 乙烯浓度 ;

(4)采用全腔体真空 内吸防漏技术 , 使干洗所有溶腔的气体均不能外溢 。 任何容腔 口 盖的开启只能吸入外界空气,促进二次 回收 , 而绝无外泄气流 。

3.3 提高干洗机的过滤能力通 常采用双过滤系统 , 即生态过滤器加活性碳过滤器 ,通过提高溶剂的清洁度 ,提高洗净度。

3.4 采取复合风道设计进行纽扣捕集器 , 绒毛捕集器一体化设计 ,保证上述两捕集器通常处于干燥状态 , 防止清洗污染 。

3.5 采取蒸馏箱 自动清洗系统应用 自动清洗系统对蒸馏残渣进行 自动清洗,集 中处理 , 有效防止清理过程 中的残渍污染 。

3.6 采用复合水分离处理系统 ,避免水分离器排放水对土壤的污染 。

3.7 采用整体油盘装置和 自动 回填泵 系统避免溶剂 流失 。

3.8 采用 内置式气室平衡系统 。 锁闭干洗机循环气流防止外泄 。

实践证明 , 通过上述措施 , 四氯 乙 烯干洗机完全可 以达到环保要求。 既保 留了四氯乙 烯作为高效干洗剂 的优点 , 又避免了其不 良影响 。 四氯乙烯在今后十几年仍至几十年 中将会为人们继续使用 。 如何提高四 氯乙烯干洗机 的环保适应性 , 将是今后人们所关注的话题 ,让我们共同努力 ,争取做得更好 !




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