干洗，通俗地讲就是用化学溶剂来洗涤布草织物。上一期与大家共同探讨了干洗溶剂的风险与设备对策，这一期主要就干洗机的原理与大家交流分享。
01
干洗机的主要功能
干洗溶剂是一种被禁止排放的有毒有害物质，溶剂价格又比较昂贵，所以，干洗后的溶剂是不能随意自行处理排放的。这就决定了干洗设备除了应该具有最基本的洗涤功能外，还必须具有以下一些主要功能：
●为了保证有毒有害溶剂不对外排放和泄漏，干洗的整个工作过程都必须在可靠封闭的状态下来实现。
●必须具有高效的自动烘干功能。即干洗机应该能对洗涤后的布草织物进行彻底地自动烘干。
●由于溶剂不能对外排放，因此必须具有安全、可靠、高效的对脏污溶剂的回收和再生处理功能。
●对于可能发生的溶剂滴漏、渗漏，干洗机必须有安全、可靠的防护措施。
●易燃性溶剂干洗机，由于溶剂的闪点低，具有易燃易爆的风险，因此还必须具有可靠的防爆措施。
......
图1 干洗机正面图
02
干洗机概貌
1、干洗机正面图
●正面有干洗机的面板。
●右上部位是干洗机的控制电脑。
●中间，透过装衣门， 可以看到干洗机的转笼。
●下面是用于装不同清洁程度洗涤溶剂的三个液箱(一个脏污溶剂箱、一个工作溶剂箱、还有一个清洁溶剂箱)。
●底部黑色部分是干洗机的安全托盘，防止干洗溶剂滴漏，向地面沉降。
2、干洗机背面图
图2 干洗机背面
●机器背面众多的部件见图2引出标注。
●有的部件还是被阻挡了，看不见或看不清。比如：溶剂冷却器、排气炭罐。
●炭吸附器也被挡住了，看不清。图2右边引出标注了“炭吸附”部件，并非指右边那根银色的粗管子，而是被粗管子遮住的深颜色部位，那是炭吸附器的位置。粗管子是底下的捕集器与上面的回收系统相连接的风道，风道下面有一条管路，向右、再向下、再向前拐，就是与炭吸附器联通的。
图3 干洗机背面
图3是另一台干洗机的背面。
●左边竖着布置的那个黑色的大圆筒形部件是炭吸附器。
●右上角那个黑色的小圆筒形部件是排气炭罐。
03
干洗机的循环过程
干洗机一个基本的循环过程应该是这样的：装衣——洗涤——高脱(回收溶剂)——烘干(同时制冷回收溶剂)——冷却除臭——炭吸附残留溶剂——开门取衣。
目前使用的干洗机，绝大多数工序过程都是通过电脑来实现自动控制的。操作者下达运行指令后，电脑采集各个速度、位置、温度、压力、时间、液位等信号，对电机、阀类等等这些执行器作不同的切换，启/停、开/闭、或调节都可以按照不同工序的功能要求自动运行。
图4 干洗机原理示意图
1.洗涤与脱液过程
图4是干洗机原理示意图。洗涤时，底部液泵将干洗溶剂从指定液箱抽出，沿箭头指向向右，再向上经过过滤器组件(干净溶剂也可以绕过过滤器)，再沿上面大箭头向左、向下经过垂直布置的溶剂冷却器，溶剂就加入了转笼，对衣物冲洗。这时候，转笼是间歇性地低速正反转的，转笼内壁上的三角筋带动衣物摩擦、揉搓、翻转、抛落、摔打，这些机械力能有效增强洗涤效果。
当充入转笼里面的溶剂液位达到设定值时，液箱出液阀关闭，左边捕集器下面的阀打开，靠液泵维持溶剂进入转笼冲洗衣物，持续这一循环。当然，也可以设置停止液泵运转，衣物只是靠转笼里的溶剂来洗涤，不用循环冲洗。
完成设定的洗涤时间后，结束洗涤，洗涤溶剂自动排入指定的液箱。接着运行高脱程序甩出衣物里大部分的溶剂，排入指定的液箱。
至此，洗涤、脱干程序就相继完成了。
干洗时，也分预洗、标准洗、漂洗等工序，过程类似。主要差异在于：从哪个液箱里抽溶剂?洗多长时间?洗完以后排到哪个液箱/蒸馏箱?这些既可以自动运行，也可以自行手动设置。
图5 尼龙过滤器
2、脏污溶剂的处理
干洗溶剂会越洗越脏。对脏溶剂，有两种处理方式，第一种方式是过滤，经过过滤器组件循环过滤溶剂。图5是一种常见的尼龙过滤器，用多组细密的尼龙网盘将脏溶剂中的毛绒类、颗粒状杂物截流下来。还有一种炭过滤器，可依靠活性炭截留更细微的色素类脏污。
过滤，可以使得洗涤溶剂维持一个相对干净的状态。过滤时间长了，过滤器的过滤效果和过滤速率会降低，这时需要对过滤器做专门的清洁维护。
另一种对脏污溶剂的处理方式是把脏溶剂泵到蒸馏箱里去，对溶剂作加热蒸馏。溶剂液体被汽化，经过干洗机的冷凝、分离装置，提取出纯净的洗涤溶剂存放在清洁液箱。而那些不能汽化的赃物，就残存在蒸馏箱里了。蒸馏次数多了，蒸馏箱里面的脏污累积会增加，影响蒸馏效果，这时需要对蒸馏箱做专门的清洁维护和残留脏污处理。
易燃性溶剂干洗机，由于溶剂具有低闪点的风险，易燃易爆。干洗溶剂蒸馏时，受热温度很高，对易燃性溶剂来说，是不安全的，必须采取措施。
大家知道，燃爆必须同时具备三个条件：第一要有足够浓度的易燃物质，第二要有足够高的温度，第三要有足够浓度的氧气。
而易燃性溶剂蒸馏时，易燃性物质的浓度没法降低，因为蒸馏箱里都是易燃溶剂;温度也不能降低，因为温度低了便不能蒸馏，就没法再生出纯净溶剂。我们可以控制的是降低系统的氧气浓度，通常采取的措施，就是蒸馏时抽真空，极大地降低氧气浓度，防止燃爆。
3、烘干过程
图6 烘干过程
从图6看，右上部的风机连续转动维持烘干循环。风机持续将被加热器加热的高温气流吹入转笼，把转笼里翻动着的潮湿衣物加热到设定的温度(比如70 ℃)。衣物上的残留干洗溶剂就逐渐被循环的热风带走，经过左下部的捕集器，再向上从风道进入回收系统筒体内。含有大量干洗溶剂的热气体从左向右，按箭头方向从筒体内部快速通过。
最先经过毛绒捕集网罩，也就是那个侧放着的梯形部件，毛绒被截留下来。
含有大量溶剂的热气体快速向右走，经过绿色箭头所在的位置(即制冷系统的蒸发器，具有强劲的冷却作用)，热的溶剂气体在这里被强制冷却，大量的气态溶剂被迅速冷凝成液体，排入液水分离器进行溶剂与水的分离，纯净溶剂排入洁净液箱，极少量的水分用专门的排污箱收集。
被强行冷却的温湿气体继续快速向右走，经过蓝色箭头所在的位置(即制冷系统的冷凝器，具有强劲的加热作用)，把刚刚没来得及被冷凝收集的温湿的溶剂气体加热。
加热后的气体继续快速向右走，经过红色的箭头所在的位置(一组辅助加热器，可以是蒸汽/电加热)，将湿热气体进一步加热。
然后，热态气体被风机吹进转笼，再去烘热衣物，进一步逼走衣物上的溶剂残留，持续烘干循环。
整个烘干循环靠风机维持。烘干监测装置持续地监控衣物是否已被烘干。自动监测达到烘干要求了，便停止供热，结束烘干过程。也就是说，烘干结束时，回收系统筒体里面的蓝色箭头位置(制冷机组的冷凝器)，这时被切换不再供热;红色箭头位置(辅助加热器)这时也停止加热。
对于易燃性溶剂干洗机，烘干过程也必须有安全保护措施。这时候的安全措施一般不是抽真空，因为抽真空要求系统非常密闭，不能有泄漏，而烘干时，洗涤室、回收系统的密封性就很难做到，而且，即使能做到密闭，但要考虑承受负压的机体的强度、刚度影响，经济上并不可取。所以烘干回收时的安全措施不是抽正空，而是充入惰性气体，通常是冲入氮气。这也是通过提高系统内惰性气体的浓度，来降低氧气和易燃物质的浓度，排除燃爆风险。
4、冷却除臭过程
图7 冷却除臭过程
烘干结束以后，干洗机运行进入冷却除臭阶段。衣物烘干后很烫，需要通过制冷机组将衣物温度降低到适宜的温度，通常在42℃左右。
图7是冷却除臭过程示意图，风道走向与之前的烘干路径是一样的。不同的是箭头颜色都变成了浅蓝色，表示这个阶段系统不再加热，而只有制冷机组的蒸发器在起强制冷却作用，使得系统温度快速降低。这一过程中，也会有很少量的残留溶剂被冷凝回收，这些残留溶剂，可能是衣物上的、也有可能是机器内部的残留溶剂。
程序运行到这一步，洗涤、烘干、冷却除臭都已结束，便可以开门取衣了。
5、炭吸附过程
图8 碳吸附过程
实际上，现在许多的环保型干洗机，运行完冷却除臭程序以后，并不是直接开门取衣，而是再继续运行一个程序，也就是更具环保性的炭吸附过程。
图8是炭吸附过程示意图。这是另外一路风道走向，配置炭附装器，靠另一个风机来维持炭吸附循环。目的是利用活性炭优越的吸附性能，将衣物、转笼里面的溶剂残留进一步降低。炭吸附后滚筒内的溶剂残留浓度基本可以稳定在200ppm左右。
易燃性溶剂干洗机，因为对人体、对环境的危害很小，通常不需要考虑衣物、机器里的溶剂残留，不需要考虑工作环境的溶剂浓度，一般不配置炭吸附器。
6、开门排气
图9 开门排气过程
炭吸附之后，干洗机机体里面、衣物上面的干洗溶剂的残留会很少，这时候系统也已经冷却下来，就可以开门取衣了。
图9是开门排气示意图。开门时通过风机抽风，新鲜空气从装衣门吸入干洗机转笼内，防止机器内、衣物上含有的干洗溶剂残留气体被操作人员吸入。机体内的残留干洗溶剂气体，通过排气炭罐内的活性炭吸附最后的那一点点干洗溶剂残留、进一步降低干洗溶剂的排放浓度后排出机器。然后就可以放心地取衣了。
一套完整的工作循环就此结束。
7、炭重生过程
图10 碳重生过程
虽然活性炭具有极强的吸附性能，但它所能吸收的溶剂量不可能是无穷无尽的。就好比海绵吸水，一旦吸多了之后，再吸水的能力就会大大降低。活性炭也是这样，经过若干次的炭吸附过程之后，活性炭里面的溶剂会越来越多，趋于饱和，它的吸附性能就会大打折扣。这时候，需要运行另一个程序——炭重生过程。
图10是炭重生过程示意图，由风机推动溶剂回收循环。炭吸附器里面的盘管通入蒸汽，对罐体里面的活性炭进行加热，被吸附在炭粒里面的干洗溶剂就同时被加热、汽化，炭吸附器(包括排气炭罐)里面吸附的溶剂就被强行置换出来，通过制冷机组来回收，持续一段时间，以恢复活性炭的吸附性能。
炭重生过程并不是每一次洗涤循环都必须运行的。只有当吸附效果差、检测到排放浓度大的时候，才有必要运行这一程序。
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