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聚酯裝置專用熔體過濾器濾芯的清洗方法簡介

文章出處:安平縣倍加過濾器材有限公司作者:安平倍加過濾器材 人氣: 發表時間:2021-06-02 17:40

 

聚酯生產中熔體過濾器的清洗方法主要有以下幾種。
 
 
 
1煅燒法
 
煅燒法是在箱式煅燒爐中將清洗部件在500~700℃的高溫爐膛中用明火灼燒6~8 小時,使聚酯熔體熔融、分解和碳化,取出冷卻后再在熱水或蒸汽中用刷子洗凈的一種古老方法。產量大、工藝簡單、維修方便,但容易使金屬氧化或使金相結構發生變化,破壞金屬過濾網表面精度、甚至產生形變。同時,溫度控制誤差大,清洗時間長,不易徹底清洗干凈,而且對環境污染相當嚴重。
 
 
2三甘醇溶劑清洗法
 
三甘醇(TEG)溶劑清洗法是目前國內外聚酯廠家廣泛使用的清洗方法。即以TEG為溶劑,將熔體過濾器等熔體接觸件放入后升溫到270℃左右,就可以使聚酯熔體熔解在TEG 中,再結合堿洗和超聲清洗,可以獲得較理想的清洗效果。
 
使用TEG清洗的特點是清洗溫度低,避免了高溫引起清洗件變形、機械損傷等;清洗效果好,即使是聚酯老化結焦,也基本上可以清洗干凈;溶劑可以進入每個角落,使各部件可得到充分洗滌。尤其是過濾器燭式不銹鋼濾芯,由于材質為細的不銹鋼絲,網孔通常為20~30um,在500℃高溫下極易變形或堵孔,因此,TEG清洗特別適合于燭芯的清洗。

⑴TEG清洗基本原理
 
聚酯熔體過濾器及其接觸件上粘附者的熔體屬于酯類有機物,醇與制可在一定條件下發生醇解反應,所以,在TEG清洗槽中,只要保持足夠的新鮮TEG即可,上述反應即可向醇解產物方向進行,從而使清洗件上的熔體不斷地得到清洗。另外,TEG是一種較好的溶劑,可以使一部份熔體得到溶解,所以,有時即使在燭芯上存在少量碳化物,也可以被松動而清洗下來。
 
但是,用TEG清洗后,過濾器燭芯等清洗表面尚留有一層聚合體薄膜需要清除,應再用堿液等繼續清洗。此外,濾芯上的一些微小固體或機械雜質,還必須經過高壓蒸汽或水才能得到清洗,也可用超聲波清洗的方法除去。
 
⑵TEG清洗的工藝過程
 
TEG清洗的工藝過程主要由下列步驟組成:TEG清洗→清洗沖洗→堿洗清洗→水中蒸煮→超聲波清洗→干燥驗收
 
其詳細的工藝過程見《聚酯生產工藝》
 
 ⑶TEG清洗的條件控制
 
①清洗溫度。一般說來,溫度越高,醇解速度越快,溶解效果越好,清洗件就干凈。但TEG的沸點為276℃,所以采用常壓方式清洗時,溫度不得超過沸點值,否則大量TEG 汽化蒸發,不但影響清洗效果,而且增加消耗和引起環境污染,甚至釀成火災事故。因此,TEG常壓清洗溫度一般控制在270~272℃左右。

②TEG槽中低沸物的控制。由于清洗用TEG的純度較低,在清洗過程又有聚酯分解反應發生,會有少量的低廢物產生,如醛、水、乙二醇。隨著TEG槽在清洗過程的升溫加熱,這些低沸點物質也會隨之被蒸出。因此,在TEG清洗槽頂部設一冷凝回收罐,專門收集處理低沸物,避免環境污染和引起不必要的損失。

③充氮保護。聚酯熔體在高溫下有氧存在時易發生碳化了,嚴重影響TEG的清洗效果。另外,清洗槽中低沸物中醛達到一定濃度后與氧相遇會發生爆炸事故,因此,必須向三甘醇清洗槽內通氮氣保護,防止空氣進入系統。
 
④清洗介質濃度。無論是TEG還是堿液,在清洗過程中其濃度對清洗質量影響較大。隨著清洗次數的增加,TEG中低聚物含量漸增,而堿液中有效的清洗組分漸減,清洗效果將越來越差。所以,在實際操作過程中,必須按規定定期更換清洗介質,以保證清洗質量。
 
⑤堿液清洗中堿液的選擇。根據不同的廠家和不同的原料來源,堿洗中使用的堿有NaOH、Kelite235和Oakite等。其中Kelite235還具有除銹功能,易溶于水,對碳PET屬不腐蝕,對PET有水解作用。我公司使用Oakite堿液是一種復合堿,清洗效果好。其主要成分為苛性堿,堿性鹽、鰲合劑和陰離子表面活性劑等。外觀為白色粉末,溶于水后成清澈溶液。清洗時使用的濃度為35%左右,使用大約十五次后就應該重新更換。另外,Oakite對碳鋼或不銹鋼不腐蝕,但對鋁質腐蝕相當嚴重。所以堿洗過程中要防止人體灼傷。
 
⑷超聲波清洗原理及作用
 
由于生產消光或半消光聚酯熔體或切片時,在熔體過濾器及其接觸件上附著的熔體中也會有一定量的二氧化鈦。因為TiO2性質穩定,雖經TEG或堿清洗后,仍會有一部分二氧化鈦附在濾芯上,需要依靠超聲波清洗的方法除去TiO2和其它不溶性固體雜質。
 
超聲波清洗使用專門的超聲波清洗設備,超生波發生器的振蕩頻率在19~25kHz左右,這種超聲波在溶液中會產生“空化作用”,使清洗液內部微元產生強大的機械力,液體分子時而受拉伸,時而遭壓縮。當液體分子受拉伸時,液體就被“撕裂”,形成一個個微小的空腔,稱為空化泡。這些空化泡隨著超聲振動,不斷合并長大,這種現象發展到一定程度,由于空化泡的內外壓力差十分懸殊,在液體分子受壓的瞬間突然閉合,從而產生一個微激波。雖然微激波波動范圍較小,但沖擊力相當強。當清洗件表面遇到微激波時,嵌附在其表面的二氧化鈦粒子或其它固體雜質就會被沖刷下來。從而達到清洗的目的。用超聲波清洗的時間一般需要2小時以上。
  
⑸清洗質量的檢查
  
在熔體過濾器及其接觸件經過各道工序清洗后,在組裝投用前必須對被清洗過的每根濾芯進行質量檢測。檢驗的方法一般有兩種,即目測鏡檢和氣泡試驗。


目測鏡檢是用放大鏡或顯微鏡對每根濾芯進行目測,發現濾芯有破損或過濾層空隙太大則為不合格。這種簡易方式對質量把關的程度與操作人員的技能和經驗有很大的關系。但是,通過鏡檢也可以看出清洗質量的高低、濾芯上有無堵孔等現象。
 

氣泡試驗的方法比較科學,其工作原理是將燭芯浸沒在檢驗液(異丙醇)中,并向內通入加壓空氣進行泡點測試,根據壓力表的指示值,觀察產生先一個氣泡或后一個氣泡時的空氣壓力,作為衡量濾芯中大孔隙的一個指標。即氣泡試驗的壓力小,說明空氣透過濾芯容易,如果濾芯破損,則空氣透過更容易。一般情況下,新的濾芯或清洗的比較干凈的濾芯,氣泡試驗壓力的為1.0~1.4KPa,空氣流量為0.85~0.5m3/h,所以,這一參數為清洗后合格品的指標,當壓力小于1.0KPa,流量大于0.85m3/h時,說明燭芯被損壞,有較大的孔洞存在;當流量小于0.65m3/h時,壓力小于1.4KPa時,則說明燭芯沒有清洗干凈。但經泡點試驗合格的濾芯,還必須經過目測檢驗合格后才能組裝使用。
 
 3水解法
 
 
聚酯熔體除了可以與TEG發生醇解反應外,還可以與水發生水解反應。
聚酯在熔融狀態下遇水或蒸汽的水解反應為:這就是水解法清洗濾芯的基本原理。
 
在通常的情況下,聚酯的吸濕性較低,大約在0.4%左右,但在較高溫度下(80℃)吸濕范圍可達2~3%。一般認為這是由于水滲透到聚酯無定形區所造成的增濕結果。水分在無定形區首先可以促進一些弱健的斷裂,并為滑動的鏈段提供潤滑作用。聚酯的玻璃化溫度75~80℃,在此溫度上,聚酯的無定形區可出現很大的流動性,分子鏈也變的容易活動,水解的結果將導致分子活動性大大增加,而水本身在這里又起到潤滑劑的作用。
 
 在水解清洗器里,于高溫,少氧,過熱蒸汽保護條件下使聚酯發生水解。由于聚酯的導熱系數較小,所以水解時間較長。要縮短水解時間,除了PET的結構如交聯度、結晶度、料層厚度等內因外,外部因素還有清洗溫度,過熱蒸汽量及蒸汽流速等,都應一一加以考慮。利用水解法代替TEG清洗中的TEG蒸煮這一步,可以節約大量的TEG,而且
清洗效果較好。這種方法現越來越受到人們的重視和采用。
 
 

 

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