夹层玻璃高压釜降温节水措施分析

孟兴蛟，李立新（云南明泰玻璃股份有限公司 云南 昆明 650106）

0 引言

当前制造业面临的各种成本压力较大，企业日益重视成本控制，从各方面加强控制以降低成本，且循环利用经济不断发展，环保要求日益深入人心，减少资源浪费，利用有限的资源实现效率最大化，不仅是企业成本控制的需求，也是企业应尽的社会责任。金山银山，不如绿水青山，节约用水，也是节约能源，保护环境。为了预防国内水资源不断紧张的问题，近年来，相关部门也多次召开了有关节约用水的工作会议，出台了各层级的节水条例和规定，将节水作为一项基本政策提到相当高度来认识。工业用水应当采用先进技术、工艺和设备，增加循环用水次数，提高水的重复利用率。以水为原料的生产企业应当采用节水生产工艺和技术，减少损耗。冷却水应当循环使用，循环使用率应当按城市节约用水专业规划要求达到国家节水型城市标准[1]。夹层玻璃因其特殊的产品性能，在建筑行业、汽车工业及安保行业使用较为广泛，夹层玻璃生产工艺中高温高压降温冷却用水在深加工企业是用量较大的一个工序，且冷却水没有产生其它污染，可通过多次循环利用以节约用水，采取措施提高冷却水的重复利用率就是节水的重要措施，具有显著的经济和环境意义。

1 夹层玻璃生产工艺概述

夹层玻璃是由两片及两片以上的玻璃，使用PVB 胶片为中间层材料粘接制作而成，PVB 胶片具有优良的粘接性和透光性，使得夹层玻璃在破损后还能完整的与胶片粘接而不脱落，成为安全性能较好的玻璃产品。夹层玻璃生产工艺主要有干法夹层和湿法夹层2 种，通常夹层玻璃选用以干法生产工艺制作的为主，干法夹层玻璃生产工艺流程为：玻璃→洗片→合片→初压→升温升压→保温保压→降温降压→成品，干法工艺制作而成的夹层玻璃具有良好的透光性和粘接性，能满足多种安全需求的产品使用要求，是建筑、汽车、博物馆、银行及安保需求场合的首选玻璃产品。

2 高压釜降温冷却用水情况分析

夹层玻璃经过辊压机初压后，玻璃和胶片间残留大量的空气，需经过高温高压排除残余的空气，得到透光性较好的成品。在高温高压过程中，釜内温度最高升到约135℃，压力升到约1.2MPa，在此温度和压力下保温保压约5min 左右，再把釜内温度降到45℃以下，卸掉压力，打开釜门，完成高压釜操作过程，得到夹层玻璃成品。在这个过程中，高温高压完成后对密闭的高压釜进行降温，水冷是目前最为快捷有效的方式，高压釜降温需要遵循相应的工艺要求控制降温速度，一般使用常温的自来水进行降温。根据高压釜内分布的水管长度及流量情况，降温时间长短不一样，整个高压釜高压过程在4～8h 左右,其中约50%的时间用于降温，3 h 左右的降温过程，水的使用量较大。比如体积为40 m3高压釜，常规尺寸的高压釜降温用水流量约为12 m3/h，即1h 需要用水量12m3，按降温时间为3 h 计算，则需用水36m3，部分高压釜冷却时间在3 h 以上，用水量更大。如果按每天一釜玻璃计算，则1 个月需耗水约1 000m3。采取一次性过水冷却的话，冷却水消耗较多，不仅增加了企业的用水成本，这些水的排放也形成水资源浪费。且降温用的冷却水仅是温度升高，没有产生其他污染，可以采取措施降温后循环使用，在玻璃生产中用于其他用途也是可行的。实现循环重复用水，降低用水量，一方面可以降低企业的生产成本，同时也有利于减少污染排放，符合节能环保的要求。不少企业采取了节水措施控制用水量，但如何操作，何种方式最经济适用，根据实际情况有所不同。

3 高压釜节水措施介绍

高压釜降温冷却时间较长，在降温冷却过程中，需要不断给釜内冷却管道供水，通过冷却管循环后完成一次冷却，水温升高，此时温度升高的水不再适宜进入冷却管道，而需要供给常温水或降温后的循环水以通过增加温差加速冷却，直到釜内温度降到45℃左右。节约用水采取的措施就是围绕如何对水进行收集和冷却后再进入釜内降温管道系统，从而实现循环重复利用的问题。在实际生产过程中，根据夹层生产的特点和实际情况，可以采取以下不同的措施实现循环利用。

3.1 工艺布置考虑

深加工企业生产涉及用水的主要工序是磨边洗片、夹层和中空，Low-E 玻璃及一些特殊的玻璃对水质要求较高，需要使用去离子处理的水才能用于生产，不适于使用循环水，但常规玻璃产品在磨边工序进行磨边洗片时利用循环水是可行的，夹层高压釜冷却水利用到这些工序，可以满足生产工艺要求。在设备工艺布置规划时，即考虑上述3 个用水工序水的循环利用问题，综合统筹合理布局，即可实现高压降温后或多次循环后不再适用于高压降温重复利用的水用于其他生产工序，达到最佳的循环重复利用的目的，提高水的利用率。

3.2 水塔冷却

通常夹层高压釜冷却水可以采用修建水池或使用容量足够大的水箱进行收集，水池或水箱大小没有固定要求，但一般应考虑容积大于30m3，以实现水的收集、充分冷却及循环使用。就水池来说，可设置一个水池，也可对水池进行分段，在水池上方或侧面配备冷却塔，高压釜冷却管出来的热水通过冷却塔进行冷却后进入水池，再进入高压釜冷却管道给高压釜降温，确保进入高压釜的水温尽量达到或接近常温状态。水塔冷却能很好的确保水的温度降低，是最适宜的冷却方式，冷却水塔资金投入较低，可以用较为经济的方式实现水的冷却，以达到循环进入冷却管道的温度要求。

水池修建位置根据场地情况及气候因素可建于室内，也可建于室外，有的企业甚至把水池直接建于高压釜下方，丝毫不产生场地占用和浪费。

3.3 喷淋冷却

采用喷淋系统实现自然冷却的方式降温，具体方法是修建1 个30m3以上的冷却水收集池，制作一套类似于钢化炉风管的喷淋管道系统（见图1），喷淋系统分布多根直径约为25mm 的喷淋管，每根喷淋管左右各一排间距约40mm、直径为1.5～2mm 左右的小孔，喷淋系统置于水池上方，进水管连接高压釜冷却水出水管，高压釜出来的冷却水通过喷淋系统主管进入喷淋系统，带有一定水压的冷却水从这些小孔流出形成细流，与空气接触而自然降温后流入水池，通过水池收集后再进入高压釜冷却管道，这样不断循环而实现自然喷淋冷却，多次重复利用于高压釜降温冷却。

为了确保水的降温效果最好，水池可建成分段似的，底部预留洞口联通实现流动，如建成3段，高压釜出来的热水进入第一段进行冷却后流入第二段，第二段自然冷却后流入第三段，进入高压釜的冷却用水从第三段尾部供给，这样冷热分离，水的温度尽可能降低，增加高压釜冷却效果（见图1）。

3.4 及时降温冷却系统水垢

釜内冷却水管是固定长度及管径的，在日积月累的生产过程中，因水里面含有一定的钙离子，不断使用自来水进入管道散热，经过加热的水会加速管道结垢。我们知道管道结垢一方面会形成管道堵塞，造成进入釜内的水量下降，增加降温时间，影响降温效果；一方面积累的大量水垢也相当于增加了水管壁厚，冷水进入釜内管道系统所吸收的热量降低，则降温效果会大打折扣，我司的高压釜就曾出现这样的状况，高压釜刚投入生产时，降温时间约3h 左右，但随着管内结垢不断增厚，降温时间延迟到5h 以上，严重影响了高压釜的生产效率。所以有效避免冷却管道结垢并及时清理水垢，降低了因设备管道结垢造成的生产耗时问题，也是一种变相节约用水的措施。

预防结垢可采用软化水进行高压釜降温冷却，减少钙离子进入冷却管内造成结垢，但这样水处理的成本较高；也可采用一段时间请专业清洗人员进行管道清洗，清洗管道使用的主要是以稀盐酸为主要介质的化学方法进行，这种清洗方式会对冷却系统管壁造成一定的损伤，但能有效疏通管道，消除结垢，达到冷却水流量需求。

图1 喷淋系统示意图

3.5 高压釜用冷却水用于其他生产工序

高压釜冷却水在冷却过程中只是水温升高，并没有产生其它污染，除可以不断采取措施降温循环使用外，多次循环及长时间停留在收集池的水也难免会因灰尘等因素降低水的洁净度，不再适宜用于高压釜降温。这样的水可通过预先设置的水管管路用于其它工序，实现水的充分循环利用。

4 结语

通过一些简单的技术改造，经济投入不大，但采用的节水措施可以实现高压釜冷却水的循环使用，可用于生产用水要求较低的磨边洗片工序，实现水资源的多次重复利用，极大的提高了生产用水的重复利用率，减少用水消耗，一些措施还起到降低生产耗时的问题。从降低生产成本的角度来说，这是有效合理的措施，从节能减排来说也具有显著的节能环保意义。可喜的是一些夹层玻璃设备生产厂家也关注到了高压釜降温耗水的问题，从玻璃生产企业的角度出发，在企业订购夹层生产设备时，会建议并附带提供冷却塔为企业实现冷却水循环利用，从开始就协助企业解决了水资源的浪费问题，对玻璃生产企业而言是比较省事有益的。