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机械加工废液再生循环利用技术

成果类型:: 发明专利,软件著作权,商标权,外观设计,新技术

发布时间: 2022-11-14 18:53:53

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王子强 | 2022-11-14 18:53:53

机械制造行业作为国民经济支柱产业在日常生产过程中机械加工量和各种加工液用量巨大。目前的现状是加工液的使用疏于管理,对机床、工具、环境和从业者健康等产生很大危害。随着我国机械加工业的转型升级,绿色制造势在必行。目前机械加工行业产生大量废液,处理难度大,费用高,且导致车间环境恶劣,严重影响从业者的身体健康。不同于传统的将废液进行排放性处理,本项目提出一种将金属加工液再生处理并循环利用的新思路,提出基于光电解聚合高级氧化法的切削液高级净化再生回用工艺,并应用于其他工作液的再生利用,实现加工工作液精细化管理,减少废液产生量和原液使用量,显著延长刀具寿命,抑制机床的腐蚀,改善车间环境,保障从业者职业健康,经济效益和社会效益显著,与本项目相关的切削液原液、切削液废液以及刀具费用的市场份额可达千亿级别。项目已拥有30余项自主知识产权,并已形成系列产品,已在30多家国内知名大中型机加工企业得到很好的应用。

本项目技术创新具体体现在针对切削液等金属加工液油水分离技术的创新和废液再生技术的创新。 1. 本项目团队创新性地整合了纳米陶瓷空泡破乳技术以及分子凝聚技术,利用纳米陶瓷空泡技术对切削液中的异相油脂进行高效分离,能快速去除切削液表面的油污以及乳化在切削液内部的油污,利用分子凝聚技术,使分离出来的异相油脂能够快速地在液体表面进行聚集。使切削液中的油污能得到最大程度上的去除,能有效地保证切削液的工作环境,避免了因油污污染所带来的润滑性能不稳定、厌氧环境发黑发臭等现象。同时,考虑到多数机加工车间加工设备较为密集,产品在设计上特别结合实际需要开发了一款分离效果好、无需专人看管、操作方便的油水分离设备对切削液进行净化维护。2.本项目创新性地将研发的切削液高级净化再生设备,对已经劣化或即将报废的切削液进行离线式处理,利用纳米空泡技术对切削废液中的废油进行分离,并利用光电解聚合高级氧化技术对切削废液中的有机弱酸进行分解,杀灭切削废液中的细菌微生物,使切削废液的pH值得到提升,润滑性能得到修复。从功能上对切削废液进行净化再生,从而减少企业的在自来水、切削原液的采购支出,缓解企业的排污压力。

针对机加工企业长期存在的金属加工工作液精细化管理的不足,本项目团队凭借多年的技术积累和工程经验,提出了基于国际领先的纳米空泡和光电解聚合高级氧化技术协同的金属加工工作液净化再生系列产品。确定本产品的目标客户为机械加工行业中的规模以上企业,我们的产品设计目标与企业改善环境、降本增效的目标相一致,利用团队技术优势,为企业制定一体化的整体解决方案,提高市场竞争力。

董丽华博士,1964年生,二级教授,博士生导师。近十年带领30余为专职研发的科研团队(另加40余博硕研究生),获国家、省部及企业委托科研项目经费近1亿元,获发明专利100余项,成果技术转移20余项,产生十亿余元的经济效益,获国家、省部级科技进步奖10余项,其它奖多项。并将部分科研成果进行产业化,创立了上海绿晟环保科技有限公司,致力于绿色制造,取得显著效果。作为带头人,成功获批上海市工程技术研究中心和上海市协同创新中心,兼任上海市机械工程学会创新研究院副院长,先进制造技术专委会主任,上海市船舶与海洋工程装备制造工艺与材料专业委员会副主任等。曾作为首席科学家,主持国家海洋行业公益性重大项目1项,主持完成国家自然基金、国家重点研发计划子课题,上海市曙光计划、交通部重点科技项目、上海市科技创新行动计划等科研项目50余项,成果获国家、省部级科技进步奖10余项,其它奖多项。荣获上海市 “曙光学者”和“交通运输部科技创新领军人才” 称号,并被评为上海市三八红旗手。

本项目技术创新主要是针对金属加工液循环利用进行技术创新,具体体现在针对切削液等金属加工液油水分离技术的创新和废液再生技术的创新。

 1. 目前市面上传统的油水分离设备分为钢带式油水分离设备与离心式油水分离设备。

本项目团队创新性地整合了纳米陶瓷空泡破乳技术以及分子凝聚技术,利用纳米陶瓷空泡技术对切削液中的异相油脂进行高效分离,能快速去除切削液表面的油污以及乳化在切削液内部的油污,利用分子凝聚技术,使分离出来的异相油脂能够快速地在液体表面进行聚集。使切削液中的油污能得到最大程度上的去除,能有效地保证切削液的工作环境,避免了因油污污染所带来的润滑性能不稳定、厌氧环境发黑发臭等现象。同时,考虑到多数机加工车间加工设备较为密集,产品在设计上特别结合实际需要开发了一款分离效果好、无需专人看管、操作方便的油水分离设备对切削液进行净化维护。

2. 市面上对于切削液等金属加工液发臭变质的大部分产品都是采用传统的处理技术:如通过投放杀菌剂或过滤、紫外或臭氧杀菌,无法真正实现环保式灭菌且同时调节切削液的性能。市面上大多数的杀菌剂是甲醛基的,对人身体危害巨大,国外许多国家已经开始禁用;采用紫外杀菌的方式也不理想,因为切削液本身是乳化状态,对紫外光的透过率本身很低,导致杀菌效果并不好;而臭氧虽然杀菌效果不错,但臭氧在水里有一定的溶解度,溶到切削液里以后随着液体的流动,对机床工件、导管都会有一定程度的腐蚀,短时间不易被察觉,长而久之就会严重腐蚀机床,此外臭氧的强氧化性一旦剂量未控制得当,工人长期接触高浓度的臭氧,会有强烈的刺激呼吸道,引起咽喉肿痛,还会引起神经性中毒、头疼等健康问题。    本项目创新性地将研发的切削液高级净化再生设备,对已经劣化或即将报废的切削液进行离线式处理,利用纳米空泡技术对切削废液中的废油进行分离,并利用光电解聚合高级氧化技术对切削废液中的有机弱酸进行分解,杀灭切削废液中的细菌微生物,使切削废液的pH值得到提升,润滑性能得到修复。从功能上对切削废液进行净化再生,从而减少企业的在自来水、切削原液的采购支出,缓解企业的排污压力。

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