廖城城1，郭德豪2，赖梅东1，单丽丽1

　　(1.深圳市深港产学研环保工程技巧股分无限公司，广东深圳518057;2.上海西门高技巧无限公司，上海201700)

　　择要：引见了一种新型的电镀化工废液蒸发稀释回用零碎。该零碎采纳专利技巧的聚丙烯减压蒸发器，以低温水源热泵以及太阳能集热零碎作为加热动力，完成动力以及物料的全轮回收受接管。比拟了该零碎与燃油、燃煤汽锅和电加热零碎的能耗，剖析了某电镀厂采纳该零碎解决氰化镀铜、氰化镀银、氰化镀金及镀镍废液一个月所获得的效益。理论证实，该零碎运转老本低、无净化，孕育发生的经济效益显著。

　　要害词：电镀废液;解决;收受接管;热泵;太阳能

　　中图分类号：X781.1文献标记码：A

　　文章编号：1004–227X(2012)02–0040–04

　　1·媒介

　　跟着《清洁消费促成法》、《轮回经济促成法》的施行和中央当局对清洁消费以及轮回经济的提倡与搀扶，以低能耗、低净化、物质轮回行使为根底的绿色经济模式失去了全社会的呼应以及支持。太阳能以及产业烧毁余热技巧的研发恰是正在电镀行业推广低碳、轮回经济消费模式以及清洁消费的布景下进行的。

　　2·蒸发稀释法正在电镀废水解决中的使用近况

　　我国的电镀行业从20世纪80年月起开端推动以及提倡电镀清洁消费，重视钻研以及推行电镀废料料的资本化再生及回用。今朝针对电镀废水较为成熟的解决工艺有化学积淀法、电解法、离子替换法、膜别离法以及蒸发稀释法等[1-2]。蒸发稀释法次要行使热源以及蒸发器正在常压或负压下间接稀释废水，今朝正在台湾以及日本等地使用较广。

　　这类办法常与三级顺流漂洗、气–水喷淋，或与离子替换法联结应用。今朝，消费中宽泛采纳没有锈钢或钛管薄膜蒸发器来稀释含铬废水、含氰废水等，也是电镀废水闭路轮回的次要解决流程之一。现有技巧普通都采纳电加热常压蒸发法或蒸汽常压蒸发法，尽管解决后果比拟理想，但能耗高。以电加热法将每一吨废水从20°C加热到100°C，耗电量为47~55 kW·h。蒸汽常压蒸发法采纳燃煤或燃气作为燃料，老本也正在20元/t以上，加之其余环节的资本耗费，解决老本高，致使普通企业无奈承受[3]。太阳能以及热泵技巧的使用可年夜幅升高蒸发稀释法解决电镀废水的老本。

　　3·太阳能以及热泵的使用近况

　　长时间以来，人们就不断正在致力钻研若何行使太阳能。地球所承受到的太阳能，相称于昔时寰球所需总能量的3~4万倍，堪称取之没有尽、用之没有竭。太阳能与石油、煤炭等矿物燃料没有同，没有会招致温室效应以及寰球性气象变动，也没有会造成环境净化。因而，太阳能的行使遭到许多国度的注重。集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能使用宽泛、工业化迅速的工业之一，但次要集中正在生存用热水[4-5]，鲜见正在产业消费中使用的报导，正在电镀消费及电镀化工废液解决方面的使用更未见报导。

　　水源热泵是行使地球水体所贮藏的太阳能资本作为冷热源而进行能量转换的零碎，其可行使的水体包罗公开水或河道、湖泊以及陆地[6]。因而，水源热泵的行使是一种清洁的可再生动力技巧。电镀产业消费往往随同年夜量产业烧毁余热排放，如冷冻机的散热废水、加温电镀槽所分发的热量、被蒸发物料的蒸发烧等。这些热量通常都采纳冷却塔、排气扇等向周边环境排放，既净化了环境又糜费能量。尽管我国展开热泵技巧的钻研以及使用起步较晚，但近几年来倒退迅猛，今朝正在空调的制暖/冷技巧方面已有较广的使用[7]。

　　4·基于太阳能以及热泵技巧的智能新动力电镀废液蒸发还收零碎

　　某电镀厂领有10条滚镀消费线，24条延续镀覆消费线，镀种包罗金、银、光洁锡、亚光锡、镍、半光镍、铜等。为进一步完成“节能、降耗、减污、增效”的清洁消费指标，该企业正在2010年引进了“全轮回智能新动力电镀废液蒸发还收零碎”。该零碎采纳减压蒸发稀释技巧，以热泵以及太阳能作为蒸发动力，使用于镀银、镀镍以及镀铜废液的再生回用。该零碎的工艺流程见图1。

　　4.1热泵+太阳能辅佐机组的工作原理[3,8]

　　按今朝的技巧前提，惯例热泵的高输入热水温度为55°C。尽管有些热泵产物能将水加热到60~65°C，但也只能短期运转，长期较低温度下运转会对热泵造成永世性损坏。为了使水源热泵能正在高温环境下高效、稳固、牢靠地运转，该零碎采取如下3项措施：

　　(1)依托太阳能辅佐热源来进步高温环境下热泵的制热功能，用PU1泵将太阳能集热器消费的热水由储热水箱2泵入换热水箱6，进步水源热泵3用户侧(蒸发器)的进水温度，从而进步热泵的制热效率。

　　(2)当储热水箱中的水温被太阳能集热器加热到65~80°C时，可间接用太阳能消费的低温热水输出到减压蒸发器，从而代替热泵，使患上热泵以间歇运转形式工作，这将无利于维护热泵，延伸其应用寿命。

　　(3)当较长期停机的蒸发零碎从新开机时，将高温的水加热到70°C阁下需求破费较多的热能以及工夫。行使太阳能集热零碎的储热水箱中的低温水启动蒸发器，就能完成疾速启动，并且节流动力。

　　4.2零碎次要设施的阐明

　　4.2.1减压蒸发器

　　选用的减压蒸发器采纳纯聚丙烯(PP)以及石墨改性聚丙烯资料制作，与传统的没有锈钢材质蒸发器相比，不只老本昂贵(没有到304没有锈钢材质减压蒸发器造价的1/5)，同时能耐受简直一切强侵蚀性有机酸以及盐的侵蚀。因为氰化物会毁坏没有锈钢的晶格，故没有锈钢蒸发器若用于氰化物溶液的蒸发稀释，则应用寿命短，因而本零碎应用的蒸发器适宜含氰电镀溶液的蒸发稀释。零碎所应用的聚丙烯蒸发器与传统的减压蒸发稀释零碎比照如表1所示。

　　4.2.2水源热泵的选型以及使用

　　本零碎采纳清华同方新开发的小型低温热泵，可消费65~70°C的低温水。该热泵的能效系数(COP)可达到3~4。

　　图1中水源热泵4的水源端进水取自换热水箱6，该水箱中水的热量则来自水射真空泵5从真空蒸发器4物料端汲取的热蒸汽，水源热泵将高温(35~40°C)蒸汽的热量转换成65~70°C的低温水后供应真空蒸发器4。如斯周而复始，完成蒸发进程中热量的轮回行使。蒸发进程中，热泵所提供的热量有80%以下去自于从真空蒸发器收受接管的热蒸汽，其他来自于太阳能集热器或工场排放的废水余热。

　　4.2.3太阳能集热器

　　选用玻璃真空超导热管，由于真空管所构成的高真空可年夜限制地缩小热损，其抉择性涂层能无效地将太阳光的直射辐射以及漫射辐射都通报给超导热管，同时它还担负着无效地排汇太阳能以及保温绝热的作用，即便正在环境没有利的前提下也能阻止热量流失。另外，超导热管也担负着迅速通报太阳热能的作用。这两者的优化组合，年夜年夜进步了集热功能。其单向热传导性能使患上热管型太阳能集热器较适宜正在较低温度热水的产业使用[7]。

　　4.3零碎运转剖析

　　以供65°C热水2 t/h较量争论，对燃油汽锅、电加热、燃煤汽锅等热水消费零碎的能耗与运转状况进行了统计以及较量争论，与本零碎的运转状况进行比照，后果列于表2。

　　由表2能够看出，比照传统的加热形式，采纳热泵+太阳能集热零碎正在操作平安、环境效益以及经济效益方面都有显著的劣势。

　　该技巧的使用能使电镀废液稀释到电镀消费需求的浓度，完成电镀废液全收受接管。今朝，电镀行业内可行使本零碎收受接管的宝贵金属原资料有KAu(CN)二、CuCN、KCN、AgCN、NiSO四、NiCl2等。以该电镀厂为例，对零碎运转后某一个月的效益进行了统计，见表3。

　　由表3能够看出，零碎投产后，每个月可收受接管的有价金属以及资料代价超越5万元，经济效益显著。

　　4.4使用前景剖析

　　今朝，我国电子元器件、汽车部件、摩托车、自行车、手机、电视机、灯饰、锁具、家具、水暖器材、皮具等制作业非常发财。这些工业都离没有开资料维护以及装璜电镀，而电镀废水排放对环境的净化重大。该零碎从泉源解决废水、废液，回用荡涤水以及稀释液，采纳绿色动力、高温蒸发，正在电镀废水的解决办法中属前沿畛域以及进步前辈技巧。

　　太阳能作为一种可再生的新动力，愈来愈惹起人们的存眷。愈来愈多的国度开端履行“阳光方案”，开发太阳能资本，寻求经济倒退的新能源。中国蕴藏着丰厚的太阳能资本，太阳能行使前景广阔。《可再生动力法》以及一系列政策法例的颁发以及施行，为太阳能行使工业的倒退提供了政策的保证。该零碎采纳太阳能作为蒸发稀释的次要动力，合乎国度工业政策，易于推行使用。

　　5·论断

　　(1)“新型智能全轮回新动力的电镀废液再生收受接管零碎”采纳专利技巧高温热源加热的减压蒸发器，能够正在较高温度下对电镀漂洗水以及废液进行蒸发稀释。

　　(2)采纳可再生动力(太阳能)作为加热动力，代替传统的电、煤、油或自然气，属低能耗、低净化、以物质轮回行使为根底的绿色经济模式。

　　(3)实用于中小型电镀厂加热。特地实用于处置高附加值电子电镀工场以及印刷电路板(PCB)工场中镀液的加热，零碎运转平安且孕育发生的经济效益显著。

　　参考文献：

　　[1]唐兆平易近,张景书.电镀废水的解决近况与倒退趋向[J].疆土与天然资本钻研,2004(2):69-71.

　　[2]邹丛林.电镀废水解决的钻研停顿[J].广东化工,2010,37(8):142-144.

　　[3]郭德豪,范圣红,陈蔡喜,等.节能以及资本收受接管型电镀废水解决设施[J].电镀与涂饰,2011,30(1):44-47.

　　[4]范海燕,迟炳章.太阳能集热器及其实用性浅析[J].青岛理工年夜学学报,2009,30(3):118-121.

　　[5]胡洋,袁莹.我国太阳能集热器修建构件化概念讨论──修建师的声响[J].太阳能学报,2007,28(9):1039-1044.

　　[6]王芳,范晓伟,周光芒,等.我国水源热泵钻研近况[J].流体机器,2003,31(4):57-59.

　　[7]马良,姚杨,赵丽莹.污水源热泵零碎的使用前景[J].中国给水排水,2003,19(7):41-43.

　　[8]郭德豪.用高温热源加热的减压蒸发器,CN,2936372[P].2007–08–22.[编纂：温靖邦]