紡絲組件、計(jì)量泵和熔體過(guò)濾器的清洗

紡絲組件、計(jì)量泵和熔體過(guò)濾器在使用一定時(shí)間后，均會(huì)被臟物堵塞，紡絲組件的壓力以及進(jìn)出熔體過(guò)濾器的壓差上升，故需切換清洗后，才能重新使用。清洗主要是用物理、化學(xué)的方法，將粘附的聚酯在高溫下煅燒、溶解、氧化或水解除去，再進(jìn)行水洗、堿(酸)洗和超聲波清洗。

一、煅燒法和水蒸氣保護(hù)煅燒法
    
   煅燒法是用耐火材料砌成爐膛，采用電熱棒加熱，用白金電阻或熱電偶溫度計(jì)控制和指示溫度。煅燒時(shí)，將被清洗物放入爐內(nèi)，在400～450℃，煅燒約6h后，除去灰塵即可。清洗噴絲板時(shí)，則再用酒精清洗、壓縮空氣吹干，鏡檢合格后備用。本法簡(jiǎn)單易行，但勞動(dòng)條件差，不易清洗干凈，組件等被清洗物易燒壞變形。因此，目前已逐步被其他清洗方法取代。為防止煅燒時(shí)，超過(guò)規(guī)定溫度而起火，損壞被清洗物，采用過(guò)熱蒸氣噴淋的方法，使整個(gè)煅燒爐內(nèi)不出現(xiàn)明火，這就是水蒸汽保護(hù)煅燒法。

   煅燒法具有以下特點(diǎn)：(1)清潔效率較差，處理周期6～10h，甚至更長(zhǎng)，煅燒時(shí)很難除盡碳的殘?jiān)?，這樣就會(huì)增加后道補(bǔ)充清潔的要求；(2)設(shè)備投資費(fèi)用對(duì)于碳鋼結(jié)構(gòu)的較低，其運(yùn)行費(fèi)用屬低或中等；(3)環(huán)境保護(hù)差，大量廢氣發(fā)散污染空氣，炭黑粘附室內(nèi)墻壁機(jī)具，惡化環(huán)境；(4)應(yīng)用范圍最廣，對(duì)所有的高聚物幾乎都能采用煅燒處理；(5)對(duì)組件有損傷，由于煅燒爐內(nèi)的工況不規(guī)律，產(chǎn)生明火時(shí)對(duì)其溫度控制困難，會(huì)導(dǎo)致組件的過(guò)熱，伴隨著產(chǎn)生變形和損傷，甚至使噴絲板微孔處產(chǎn)生金相結(jié)構(gòu)的破壞與腐蝕。

二、鹽浴法
    
    該法是將紡絲組件、計(jì)量泵、熔體過(guò)濾器在溫度為250～350℃分解爐內(nèi)燃燒1～3h，再放入鹽浴中清洗。鹽浴是由亞硝酸鈉、硝酸鈉和苛性鈉組成的溶液。高溫時(shí)，硝酸鈉產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的活性氧，將聚酯氧化分解成二氧化碳和水。它的清洗條件如下。

1分解爐工藝條件
    
    煅燒紡絲組件：350±10℃，3±20h；
    煅燒計(jì)量泵：250±10℃，1±0.1h；
    煅燒熔體過(guò)濾器濾芯：350±10℃，3±20h。

2鹽浴的組成和清洗條件
    
    組成：45％(重量)硝酸鈉，45％(重量)亞硝酸鈉，10％(重量)氫氧化鈉；
    清洗溫度：410±5℃，時(shí)間：1±0.02h。

3鹽浴清洗后的工序
    
    ①噴絲板：鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗→鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗→鹽浴洗→熱水洗→酸洗→熱水洗；
    ②紡絲組件：鹽浴洗→熱水洗→堿洗→熱水洗→酸洗→熱水洗；
    ⑧紡絲計(jì)量泵：鹽浴洗→空氣中冷卻90min→熱水洗；
    ④熔體過(guò)濾器濾芯：鹽浴洗→熱水洗→堿洗→熱水洗→超聲波洗→熱水洗。

4鹽浴清洗后各工序的工藝條件
    
    熱水洗：溫度90±5℃，時(shí)間5±1min；
    堿洗：溫度90±1℃，時(shí)間10±1min；
    熱水洗：溫度60±5℃，時(shí)間3+lmin；
    酸洗：溫度20+5℃，時(shí)間2±0.5min。

    鹽浴法清洗效果好、成本低，但清洗物表面的氧化膜會(huì)逐步被銹蝕，亞硝酸鹽腐蝕設(shè)備，并對(duì)人體有害。

    鹽浴法的特點(diǎn)為：(1)清潔效率高，快速的熱量傳遞能達(dá)到最短的清洗時(shí)間；(2)基建投資中等，運(yùn)行費(fèi)用最高。除非是長(zhǎng)期停車(chē)，鹽浴平常需供給熱源，每清潔1kg高聚物要耗用2kg鹽類，鹽的殘?jiān)幚硇枰郊淤M(fèi)用，在處理完畢后還要補(bǔ)充后清洗，整個(gè)系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用高；(3)對(duì)環(huán)境保護(hù)不利，因?yàn)閺U氣中混有無(wú)機(jī)鹽的蒸發(fā)氣體，通常需經(jīng)淋洗，但不能達(dá)到清潔空氣標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，且系統(tǒng)里還有一定數(shù)量的固體廢物；(4)應(yīng)用范圍廣，可以清洗各種高聚物；(5)對(duì)組件損傷較大，大多數(shù)部件在鹽浴處理后，在冷水中快速冷卻，以便除去剩余的鹽分，由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件會(huì)因熱沖擊而開(kāi)裂或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易使焊接點(diǎn)腐蝕開(kāi)裂，尤其在過(guò)濾器中表現(xiàn)較嚴(yán)重。

三、三甘醇法
    
    三甘醇(TEG)清洗法具有溫度低、安全、無(wú)毒、清洗效果好、對(duì)設(shè)備無(wú)損壞等特點(diǎn)，它尤其適用于熔體過(guò)濾器濾芯的清洗，是目前世界上廣泛采用的清洗方法之一。它是利用在三甘醇沸點(diǎn)時(shí)(常壓時(shí)，為285℃)聚酯能被三甘醇溶解的原理達(dá)到清洗目的。清洗步驟是將被清洗物放入有加熱系統(tǒng)的三甘醇槽內(nèi)，從室溫升至265±5℃，保溫約6h，再讓其自然冷卻到約100℃。取出被清洗物，放入95℃左右的熱水槽中清洗約20min，再在溫度為60～70℃的10％NaOH溶液中浸12h后，用熱水清熱。若是噴絲板和熔體過(guò)濾器濾芯，則要求進(jìn)行超聲波清洗，清洗介質(zhì)為溫度60～70℃的純水，清洗時(shí)間15～20min(過(guò)濾器濾芯須1～2h)，最后用壓縮空氣吹干。

    本法可省去酸洗，清洗后的噴絲板光澤明亮、對(duì)噴絲孔的損傷小，有利于延長(zhǎng)噴絲板、計(jì)量泵、齒輪泵和過(guò)濾器濾芯的使用壽命。本法缺點(diǎn)為成本高，約為鹽浴法的6～7倍；無(wú)法清除TiO2凝聚粒子。但若在清洗時(shí)加上強(qiáng)還原劑，使TIO2還原成低價(jià)的鈦，可達(dá)到使其溶解而被除去的目的。這時(shí)，可省去超聲波清洗，并可使清洗后的熔體過(guò)濾器濾芯的使用壽命延長(zhǎng)1倍以上。

    三甘醇清洗法，屬于溶劑法，它的特點(diǎn)為：(1)清潔周期長(zhǎng)需6～2h，清潔工序較多；(2)基建與設(shè)備投資高，溶劑清洗罐及其溶劑回收的費(fèi)用是各種方法中成本最高的。其運(yùn)行費(fèi)用也高，三甘醇類溶劑價(jià)格較貴，按現(xiàn)代的規(guī)范還要求支付高昂的廢物處理費(fèi)用；(3)環(huán)境保護(hù)難，三甘醇?xì)堅(jiān)鼘?duì)人體有害，要集中專門(mén)處理；(4)對(duì)組件的損傷較小，一般溶劑的工作溫度低于315℃，對(duì)金屬組件不起化學(xué)反應(yīng)，是各種方法中對(duì)組件、噴絲板損傷最小的方式，它特別適用于熔體過(guò)濾器濾芯的清洗。


四、高溫水解法
    
    該法是利用聚酯在高溫下易水解和堿解生成低分子物，達(dá)到被除去之目的。它是將被清洗物置于高壓釜內(nèi)，通入0.3～0.6MPa的蒸汽，溫度約為130～160℃，時(shí)間為2～8h。在高壓釜內(nèi)，若添加少量NaOH，則可縮短清洗時(shí)間。此后，被清洗物再經(jīng)與三甘醇法相似的清洗(即水洗、堿洗、超聲波洗等)即可。本法的優(yōu)點(diǎn)是成本比三甘醇法低；但需要高壓釜，TiO2凝聚粒子不能被除去。

五、三氧化鋁流動(dòng)床法
  
    它是將被清洗物放入清洗爐內(nèi)，用壓縮空氣吹動(dòng)經(jīng)電加熱的三氧化鋁微小粒子，使?fàn)t內(nèi)形成一個(gè)溫度均勻的浴床，被清洗物件上的聚酯、油污和有機(jī)物等迅速高溫分解，達(dá)到清洗之目的。

1、清洗爐結(jié)構(gòu)
  
    清洗爐結(jié)構(gòu)如圖12-1所示，爐膛外壁用電阻絲加熱，底部裝有氣體分配板，分配板上均布著小氣帽，下方設(shè)有氣帽風(fēng)室，壓縮空氣由此進(jìn)入。廢氣從爐膛上部側(cè)向排風(fēng)道排出。爐頂裝有蓋子，被清洗物體放在吊籃內(nèi)，爐口靠組件及蓋子的自重封閉，以防止介質(zhì)的飛濺及廢氣的泄漏。
2、清洗條件的選擇
   
    (1)三氧化鋁清洗介質(zhì)：最好粒徑為φ0.1～0.15mm，由30％α和70％γ型組成的實(shí)心氧化鋁顆粒。這種介質(zhì)對(duì)被清洗物的磨損最小，且控溫效果好。粒徑和堆積密度較小的介質(zhì)不但有利于流化，而且節(jié)約能量；但為避免介質(zhì)嵌入噴絲孔內(nèi)，選用的粒徑應(yīng)遠(yuǎn)小于孔徑；而過(guò)細(xì)的介質(zhì)(如粉狀)因粘附力大，易產(chǎn)生溝流、騰涌現(xiàn)象，不利于熱的傳導(dǎo)，故應(yīng)綜合考慮。

   (2)清洗溫度和時(shí)間：由實(shí)驗(yàn)得知，爐溫為470℃時(shí)的清洗時(shí)間比450℃時(shí)可縮短5～6h。溫度愈高，則清洗時(shí)間愈短。但溫度升高到一定程度，清洗時(shí)間近于平衡。如溫度從470℃增加到5lO℃，清洗時(shí)間僅縮短1～2h。此外，當(dāng)清洗溫度低于430℃時(shí)，即使延長(zhǎng)清洗時(shí)間，也達(dá)不到良好的清洗效果，所以一般溫度選擇在470～480℃。

   (3)氣體流量：清洗效果除與上述因素有關(guān)外，還與流化床內(nèi)的熱交換速度及聚合物的分解物是否完全排凈等因素有關(guān)，這些因素又主要決定流化床內(nèi)氣體流量。當(dāng)氣體流量增加時(shí)，氣體傳熱速度增快。傳熱速度愈快，被清洗組件與爐溫達(dá)到平衡的時(shí)間也愈短，分解物便能迅速排出。但氣體流量不能過(guò)大或過(guò)小。過(guò)大，熱量損耗大，且在外壁加熱溫度相同時(shí)，達(dá)到平衡的中心溫度偏低；而過(guò)小，熱交換效果差。一般氣體流量在8～10m3/h為宜。在氣體流量恒定時(shí)，其壓力對(duì)流化質(zhì)量無(wú)明顯影響。

上述各種清洗方法的工藝比較如表12-1所示。
 
六、真空清洗法
   
    真空清洗法又稱真空高溫分解法或真空煅燒法。它吸收了煅燒法最簡(jiǎn)便、不需要任何溶劑和輔助材料的優(yōu)點(diǎn)，克服了煅燒法在空氣中煅燒處理噴絲板不易干凈和產(chǎn)生明火導(dǎo)致被處理件退火變形的缺點(diǎn)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型處理方法。它特別適用于處理異形、細(xì)旦等噴絲板，亦可處理過(guò)濾器濾芯、計(jì)量泵和其他紡絲部件。

    其工作原理是先升溫到300℃，并保溫一定的時(shí)間，使被處理件上的聚酯(或其他高聚物)熔化。熔化的物料流下集中到爐體底部的廢料收集罐中。待基本流完以后，開(kāi)始第二階段的升溫。大約在350℃左右，殘留的聚酯開(kāi)始分解，此時(shí)打開(kāi)真空泵抽真空，升溫到500℃左右，進(jìn)行第二階段的保溫。同時(shí)通入少量空氣，對(duì)殘留物進(jìn)行氧化。在真空狀態(tài)(-0.8～-0.7MPa)下，殘留聚酯的熱分解和氧化分解較快，產(chǎn)生的氣體和灰分微?？杀怀樽摺Ｕ麄€(gè)過(guò)程大約6～8h即可完成。

    真空清洗爐過(guò)去依賴進(jìn)口，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)太原自動(dòng)化儀表廠已研制成功并批量生產(chǎn)。國(guó)產(chǎn)真空清洗爐包括爐體和控制臺(tái)兩部分。爐體采用輻射加熱，真空泵與爐體連在一起。爐蓋密封圈用水冷卻保護(hù)。爐底部有廢料收集罐。控制柜上裝有微機(jī)溫度和程序控制儀、記錄儀。清洗溫度和時(shí)間等程序輸入電腦以后，升溫、保溫、降溫、開(kāi)關(guān)真空泵等均可自動(dòng)進(jìn)行。該設(shè)備清洗效果較好，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，操作方便，近年來(lái)推廣很快。