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技术资讯丨二氧化碳清洁技术:企业可持续发展战略……  

开篇

日益严峻的制造挑战(包括激烈的全球竞争力,环境法规和能源供应问题)的环境中,管理人员必须同时具备精益制造和绿色制造(又称“清洗制造”)技术,才能识别和消除在业务中偷偷窃取的多方面制造废物失去业务利润。对于那些可以调整其生产工具和运营以应对未来新挑战的制造商而言,CO 2 清洗带来了巨大的商机。此外,绿色实践与制造业的融合有望以更少的化学,能源,人工和水的使用以及更少的污染物的形式提供附加价值。

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制造废料通常被认为是生产过程中使用的任何资源,不会作为产品的一部分消耗掉和/或花费金钱来消除它(例如:冲洗水的废水处理操作)。但是,制造废物也以许多其他形式存在:例如,设备(生产和废物处理设备)在工厂中的空间利用率过高,材料和工艺流程效率低下,设施劳力使用效率低下以及劳力和设备生产率下降。这些类型的废物也显着影响公司的底线,但经常被间接费用帐户掩盖或在制造过程中通常被忽略。但是,如图1所示,这些浪费是真实的但可以解决的。

高科技制造业的领先公司正在超越仅仅生产高容量,低功率产品的范围。

例如:硬盘驱动器制造商Seagate Technologies正在实施各种环保制造计划,这些计划在其网站上进行了概述。该行业的供应链也在实施清洁生产技术,以减少能源投入和产品缺陷。1

CO2清洁技术简介

在过去的25年中,我们的二氧化碳清洗制造技术(以下简称CO 2 CleanTech)已被许多公司用于高科技,高可靠性和高容量制造操作中。行业包括航空航天,硬盘驱动器,电子设备和光学器件,等等。一氧化碳2CleanTech主要用于提高组件,组件,工具和固定装置的清洁度,以提高容量和质量。然而,可以说更为重要的是,CO 2 CleanTech已经证明自己是降低成本和提高生产高产量和高可靠性产品的生产率的一种手段。CO 2 CleanTech是一项有效的业务可持续性战略。

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CO 2 CleanTech为制造商,零件供应商和组装设备OEM提供了新技术,以重新装备其工厂和设备以进行清洁生产。组装工具制造商可以开发和提供就地清洁的组装过程工具组合,以支持可持续的制造计划。组件供应商可以以较低的成本生产和提供质量更高的产品,而设备制造商可以在整个工厂内采用现场干洗的能力。CO 2 CleanTech可以独特地解决复合机会,从而减少整个生产网络中的精益生产和绿色生产浪费;工具供应商,零件供应商和制造商。

高科技,高可靠性的制造商需要最先进的清洁制造技术和实施策略,以成功设计和执行产品质量改进以及减少制造废物的计划。涉及CO 2 CleanTech的制造废物减少计划提供了多种可能性(和收益)的组合,包括:

  • CleanTech消除或减少了制造废物的复合形式:时间,人工,空间,运输,缺陷,库存,加工,设备,原材料,空气污染,水污染,废水,固体废物和能源废物。

  • CO 2 CleanTech改善了由先进材料,制造方法和工艺以及新的性能标准带来的质量和可靠性要求。

  • CO 2 CleanTech集成到灵活的自动化,模块化和集群式组装操作(单元)中,消除了重复的操作任务错误并减少了技术工人的浪费。

  • 集成到工具和过程中的CO 2 CleanTech产生了更具适应性和灵活性的生产工具和方法,可提高大批量或高科技生产运营中的效率和生产率。

CO 2是独特的制造解决方案

CO 2是一种安全而丰富的化合物,在许多商业和工业应用中起着非常重要的作用。如图3所示,CO 2可用于清洁,冷却和机加工应用。领先的公司已经实施了基于CO 2的清洁技术,并实现了更高的生产率和更低的生产运营成本。CO 2 CleanTech还充当了遵守工人安全和环境法规的战略。该CO 2在我们的清洁,加工和热控制产品和工艺中使用的是相同的CO 2除其他重要的工业用途外,还用于给灭火器,碳酸盐饮料,焊接钢,铸造金属和制冷产品充电。实际上,您在阅读本文时呼出的是相同的CO 2-每天大约1千克!

CO 2是许多工业和自然过程的丰富(可循环使用)副产品。回收的CO 2是一种宝贵的可再生制造资源,永远不会供不应求。使用回收的CO 2所带来的独特好处包括节约用水,减少能源消耗以及减少工业CO 2排放。此外,基于CO 2的工艺技术对有害空气污染物(HAP),挥发性有机化合物(VOC)和温室气体(GHG)的减排战略做出了积极贡献。

使用回收的CO 2减少污染,节约能源并消除废物(环境和制造方面的浪费)会产生许多明显的和可衡量的收益。CO 2排放的主要工业来源包括:

  1. 发电和使用

  2. 化学物质的产生和使用

  3. 运输

将回收的CO 2技术用作化学/工艺替代品可降低电力使用量,减少制造浪费,提高制造生产率并减少对化学药品(如润滑剂和溶剂)的需求,以及许多其他积极的社会经济和环境效益。减少制造废料或消除任何形式的生产化学投入都可减少工业CO 2(碳)足迹。以下是如何工作的示例:

  • 如果用于加工的电能消耗较少,则产生的CO 2较少。

  • 如果精炼,运输和消耗的油更少,那么产生的CO 2就会更少。

  • 如果生产,运输和消耗的清洁溶剂更少,则产生的CO 2更少。

  • 如果可以在相同的能量,劳动力和空间投入下生产更多的产品,则产生的CO 2更少

  • 如果不必使用热去离子水清洁产品或使用溶剂或其他干燥剂进行干燥,则产生的CO 2更少

  • “co2”的图片搜索结果

因此,从温室气体排放的角度来看,使用循环再利用的CO 2可从等式的工业供应和消费方面大大抵消新的CO 2气体的生产和排放。即将执行的USEPA CO 2排放报告立法旨在影响CO 2的“产生者” 回收的CO 2的使用者不被视为CO 2的产生者注意:用于商业和工业过程的CO 2已在温室气体排放清单中计算。

关于烟雾的产生,CO 2不是VOC,因此也不受管制。从工人健康和安全的角度来看,CO 2是无毒的。从建筑物安全和设备保护的角度来看,CO 2是不易燃且无腐蚀性的。CO 2是保护环境,改善工人和社区的健康与安全,同时改善供应商和制造运营的绩效和运营成本的理想解决方案。

CO 2是许多制造代理商合二为一

CO 2是一种用途非常广泛的制造剂,实际上是1种中的四种制造剂。它可以用作喷雾剂,浸入溶剂,萃取溶剂和等离子形式的复合喷雾剂,混合固体等离子体喷雾剂,离心液态二氧化碳清洗剂系统和超临界流体萃取系统。另外,已经开发了CO 2流体净化和管理系统来支持这些各种功能。基于CO 2的制造和工业应用是多种多样的。CO 2的应用 CleanTech包括精密除油,脱粒,除气,干燥,消毒,表面改性和功能化,冷却和润滑等。

CO 2的物理和化学性质类似于HFE和CFC溶剂如氟利昂® 113和HFE-7100。CO 2的Hildebrand溶解度参数在14 MPa1 / 2至22 MPa1 / 2之间的可调范围内,具体取决于相,温度和压力。可以将CO 2压缩到一定范围的液体状密度,但是它将保留粘度极低的气体的扩散性。超临界和液态CO 2清洁剂的密度可以在0.5 g / cm3和0.9 g / cm3之间调整。固相CO 2密度为1.6 g / cm3,与氟利昂113相同。表面张力范围为0达因/厘米(超临界)至5达因/厘米(液体)。这些独特性能带来的实际好处包括快速渗透和润湿,油溶性以及冷却和干润滑效果。

CO 2技术减少或消除了制造浪费。CO 2 CleanTech通过修改制造流程,尤其是精密清洁,需要严格清洁的组装过程以及精密机加工操作,消除或显着减少了生产操作水平(即从源头上)产生的废物。CO 2改变了传统制造工艺和工具的多个维度,如下所述;

  1. 身体上 形状,大小,空间,应用和配置;

  2. 化学上 偿付能力,毒性和干燥性;

  3. 质量; 缺陷,返工,报废;

  4. 时间; 生产率。

可以在各种生产设备和工艺配置中实施 CO 2 CleanTech,以满足精益生产方案和产品流约束的需求,包括现有和新生产线以及工具的实施。

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产生制造废物的制造活动的示例包括:

  • 将产品脱机或移出生产单元以进行清洁,然后将其返回生产线或生产单元

  • 过滤和处理用过的碱性清洗剂

  • 监控清洗和加工流体化学

  • 用去离子水冲洗零件

  • 用压缩空气或酒精干燥零件

  • 划片,清洁和机械加工剂的处理和处置

  • 完成废物运输清单

  • 准备环境报告

  • 去离子水处理

  • 冲洗水处理与处置

  • 处置用过的过滤器和污泥


考虑一下CO 2 CleanTech如何消除许多不同形式的制造废物

  • 减少空间和工艺步骤:启用CO 2的清洁工艺可以将多个工艺步骤简化为一个步骤,并在较小的空间内执行,如果将CO 2工艺直接集成到新的或现有的制造工具中,则有时不需要额外的空间例如黏合剂,分配器或加工工具。

  • 材料选择和生产率:回收的CO 2本身不会产生废物,不需要环境管理,并且消除了设备的清洁和维护。

  • 节能:使用回收的CO 2无需额外的能量来加热清洁槽,干燥的零件或蒸发和浓缩废物。

  • 减少和消除废物:CO 2本身不会成为废物的副产品。CO 2消除了对水,废水和相关固体废物的浪费性消耗,处理和处置。

  • 减少空气污染:CO 2不被视为空气污染物,在工厂大气中无毒且无味。

表1总结了独特的启用CO 2的生产配置和减少制造废物的好处的示例。生产网络中的
CO 2技术实施。CO 2 CleanTech可以在整个生产网络中实施。以下是一些示例和好处:

  • 工具制造商–生产新的,混合的清洁,冷却或就地润滑制造工具(清洁组装工具)。

  • 零部件制造商–运营利润更高,生产的产品更清洁。

  • 自动化和机器人供应商–将机器人与CO 2处理器单元(CPUTM)和组装技术集成在一起,以提供就地可重配置的自动清洁组装解决方案。

  • 生产线建设者–将CO 2技术集成到新工厂中以减少空间,提高产品流量和流程效率。

  • 合同清洁服务提供商–利用CO 2清洁而不是水或溶剂技术来获得更有利可图的运营和清洁产品。

  • 设备制造商–利用CO 2技术调整现有的生产线,工具和工艺,以实现蜂窝化,精益运营和绿色生产。

CO 2 CleanTech几乎可以集成到任何机器,设备平台和过程中,以提供就地干燥,清洁的表面处理,过程热控制和冷却润滑。CO 2 CleanTech可以执行这些功能,而不会产生空气污染,废水或固体废物,并且可以提高产品产量,工具生产率并节省能源。

以下是实现示例:

  • 移动工具,包括移动机器人工具

  • 生产线集成工具

  • 制造工具(清洁组装工具)

  • 蜂窝或岛屿清洁工具

  • 机器人工具,包括招标

  • 工作台工具

启用 CO 2的蜂窝性非常有效,因为可以在同一工作空间内执行两个或多个增值制造操作以及非增值干洗,冷却和润滑。产品不必拆卸,运输,清洁和退回,从而减少了移动,减小了占地面积,减少了人为交互,提高了生产量并降低了组装成本。产品保持清洁,并减少运动。

CO 2清洁技术变换制造

约瑟夫·布莱克(Joseph Black)发现二氧化碳(CO 2以来已有250年,距对CO2出色的化学性质的首次了解已距150年,距我们首次CO 2精密清洁应用的开发也已有25年如今,CO 2 CleanTech已在整个行业中以多种形式用于商业用途,以应对各种制造挑战。CO 2 CleanTech可以替代许多传统的表面浸没,萃取,喷雾和等离子清洁及处理工艺。

在过去的三十年中,我们的开拓性工作表明,CO 2 CleanTech具有独特的多功能性,可适应从径向轮胎模具到导向陀螺仪,汽车喷油器到航天器材料以及从飞机发动机到磁盘的各种制造产品的生产。驱动组件。最近,CO 2 CleanTech已进入机械加工业务,以替代泛滥的冷却剂,更具体地说,是满足先进材料(如陶瓷,高温合金和复合材料)对切削热的更高要求。CO 2 CleanTech以多种方式改变制造操作,从而为许多不同的制造应用提供更好,更快,更清洁和更具成本效益的解决方案。

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CO 2 CleanTech的应用方式无法使用常规技术(例如水和溶剂清洁技术,以及最近加工的冷却液技术)来实现。这是预示着变革技术的一种品质。变革性技术改变了制造业的“价值网络”。价值网络包括销售和分销渠道,绩效标准,供应商以及产品和服务形式等。目前正在为CO 2 CleanTech 开发新的价值网络-创建消费和竞争的新环境,以实现其在整个制造业中的全部潜力。

表1.二氧化碳清洁技术收益示例。
设备和工艺配置减少废物的好处
将CO 2 CleanTech与自动化和环境控制相集成,以生产自定义的独立自动清洁池或岛,以替代水性和溶剂清洁剂。消除水性清洁和冲洗液,干燥设备以及相关的废物产生操作。
将CO 2 CleanTech 集成到现有生产线和流程中。在不存在的情况下进行在线清洁,并且不增加占地面积。
将CO 2 CleanTech与一种或多种组装过程(例如点胶,粘合,焊接,涂覆,固化,焊接和检查)混合,以形成干净的组装单元。消除了对单独的和额外的清洁设备,过程以及相关的废物产生操作的需求。
将CO 2 CleanTech与机械加工工具和金属加工工具集成在一起,以实现最少的冷却润滑改善表面光洁度-减少缺陷。
消除注油润滑和后续清洁操作。
 


 
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