现代过滤器清洁技术必须增加效益和避免环境问题

　　摘要：介绍了Schwing公司用于聚合物纺丝过滤系统组件的清洁工艺和设备，技术要点是采用水解或热解原理，具有增加效益和避免环境问题的优点。

　　在纤维生产中，聚合物过滤是一个重要的工序，现在越来越成为一种标准工序。在进行过滤操作后，过滤材料、烛形过滤器、滤片型或其他类型的过滤器都必须清洗。由于很多原因，清洗过滤器是不容易的，但使用一次性的过滤器成本太高，因此过滤器的清洗处理变得越来越重要。好的设备和一个有保证的清洁工艺是获得成功所必须的，至少可以使过滤器重复使用多次。

　　在纤维生产中被聚合物污染的金属部件需要每天清洗，这就必须有优良的清洁质量，以保证生产不出现故障。过滤器的清洁处理就是其中一部分。

　　喷丝板、纺丝头组件、纺丝泵和一些其他部件，除了要做常规的清洁工作外，纤维生产商还必须使用特殊的设备经常进行清洁，从而使得过滤器的清洁处理变得复杂和昂贵。此外，极其经常性的环境问题也使得过滤器清洁处理令人不感兴趣。

　    过滤器安装在生产线的以下各个部位：

   　 （1）大型系统的单体过滤器组；

　　（2）大型系统的聚合物过滤器组；

　　（3）挤出机过滤组件；

　　（4）过滤器更换装置的过滤系统；

　　（5）纺丝头组件过滤器（滤网和金属粉末）。

　　上述所有过滤器都需要进行优良的清洁处理。目标是使用一个单独的热清洁系统能同时适用于各种过滤器和所有其他部件的清洁。这就可保证*的工作负荷和zui低限度的效益，使得清洁工艺更有灵活性，且使出现的环境问题更少。废气的清洁效率是符合标准的。在该工艺中通常不使用水，也不引入化学药剂。

　　Sehwing公司作为一个热清洁处理设备的供应商，现在已经扩大了销售范围，接收了Rieter Automatik公司的真空炉“Solvo Line”，完生产出高技术的清洁设备。各种各样的系统和不同类型炉子能够满足市场需要。不同热清洁设备的应用范围和工艺列于表1。

    　上述热清洁系统能够在一个大的温度范围内（300～480~C）清洁被各种聚合物污染的金属部件，*化的工艺可以避免对部件的各种损害。按照过滤器的材料，可以使用水解或者受控高温热解空气。由于在炉子中能够实现空气交换，因此不仅适用于过滤器（水解）的清洁，同样适用于纺丝头组件、喷丝板和其他部件的清洁（热解）。在一个周期中或者一天中需要清洗部件的尺寸和数量是选择炉子的先决条件。

　　HydrolClean炉子“二合一”（图1）工艺的基础是清洁炉MaxiClean，设计为可用于大载荷、大体积的部件和所有类型的聚合物。该炉子的工作原理有两个：快速和有效的标准工艺（热解）或在低温下高灵敏的水解清洁。

　    HydrolClean的原理相当简单。大的炉室用气体或油燃烧器来加热。来自燃烧器的热气体使炉室充满低氧空气，并加热炉子和被处理的部件。炉子温度由PLC系统控制，升温速度或快或慢，温度范围大，可以满足不同清洁物件的温度要求。燃烧器火焰的大小、燃烧器的开启与关闭以及脉冲水喷淋使温度保持恒定。

　　为了在水解条件下运转炉子，需要使用一个特殊的适合于大炉腔的装载容器，容器中充满蒸汽。一般装置的蒸汽可以通过炉子本身过热。两种*不同的热清洁处理工艺可以在同一炉子中进行。对于使用者来说这是zui大的优点，也是在清}吉工艺中获取利益的基础。

　　对于纺丝头组件、挤出机部件和其他部件，在标准工艺下典型的清洁周期为4—6 h，即每班能处理1—2炉。过滤器水解清洁处理的周期更长，约为14—30 h，决定于过滤器工况、聚合物类型和聚合物附着量。清洁处理工艺中产生的废气可以通过一个一体化的后燃烧室被*烧尽。后燃烧室是系统中一个很重要的部分，因其保证了无污染或在操作单元中不残留有毒废料。只有环保的产品才会使废气像通过高烟囱排向大气中一样的清洁。再一个重要的理由是在清洁工艺中不使用水。下面用实例更详细地介绍新的热过滤器清洁处理系统。

　　高质量聚酯平膜的生产需要高精度的过滤。用户必须每周清洗1—2次过滤器组（图2）。HydrolClean系统被用在三班操作中，主要用于过滤器清洁。该炉子约空余14炉的时间，可用于清洁来自其他部门的脏部件。

图2 过滤器组（脏）

因为两个不同的清洁工艺有多种用途，所以用户不需要购买另外的清洁设备。HydrolClean炉子可以在zui大处理量和*化的条件下运行。标准部件可以在短时间内快速通过清洁处理系统而被清洗干净。过滤器在低温下稍作处理即可将聚合物去除，而不需任何热氧化或者热应力。滤片式过滤器组的工况条件如下：

　　尺寸（长度×直径）      1350 mm×550 mm

　　重量                     350 kg

　　滤片数量                 156片／组

　　滤片直径                 305 mm

　　过滤器网孔径           15—3O m

　　聚合物                    聚酯

　　聚合物附着量            约6O kg

　　清洁处理工艺：把过滤器组转动至水平状态，装人一个特制的装载容器中，以使聚合物熔融时排出便利。用铲车或者类似的器械把里面装有过滤器组的容器放进炉室内，在室温下开始进行清洁处理。该过程分加热、熔融、水解和冷却四步进行，温度控制如图3所示。

　　在加热段燃烧器使炉腔、容器和被清洁物件加热；熔融段是在一定温度条件下使聚合物熔融；水解段是蒸汽充满容器，使其稍有过压，并创建一个无氧蒸汽保护氛围，温度按照聚合物种类而定；冷却段是为了防止过滤器组表面氧化，使其在容器中被冷却。

　　水解工艺的基本原理示于图4，水解清洁后的洁净滤网见图5。

　　HydrolClean炉子的大门通过温度连锁装置封闭，只有当温度低于设定温度时才能打开。容器的卸载需要使用铲车。炉室*冷却后才能打开容器。

　　HydrolClean炉子可以紧接着重新开始下一个清洁周期的操作。不管是过滤器清洁（水解），还是短时问周期（热解）的纺丝组件清洁，只要有人按下控制板上一个按钮即可。

 图5 水解清洁后的洁净滤网

　　在HydrolClean炉子中清洁过滤器只需加热和蒸汽，废气将被*燃烧而无危险的CO 排出。在该工艺中既不使用水也不使用化学药剂，从而使清洁过程非常环保。

　　从过滤器中去除聚合物是整个清洁过程的zui关键步骤。如果清洁工艺不成功，有聚合物或者碳残留在滤片或烛形过滤器上，那么在后续工序中被清除的几率是十分小的。有机物会堵塞过滤器的某些区域，并且烛形过滤器和滤片的重量也会增加很多。过滤器的初始压力越高，过滤器组的寿命越短。

　　热HydrolClean工艺能够得到高品质的被处理物件，不需要用到有危害性的原料或者危险的工艺，能够替代TEG清洁系统和解决所有负面问题，如使用化学品、大量的水、有危害性原料以及产生的有毒废弃物。

　　为了重新使用过滤器，*有必要用一系列机械和化学方法进行后道处理。*的组合方式（有时是清洁工艺专家的秘密）取决于聚合物中无机物的数量。人们熟知的后处理方法是：逆向水冲洗一酸处理一碱煮一超声波处理。后处理的条件，如时间、温度、化学品的种类和浓度等，通常有很大差异，应进行试验。

　　zui后一道步骤是仔细的检查。标准的检查方法是对滤片和烛形过滤器进行气泡试验和重量控制。测量数据资料是了解过滤器部件情况很好的一个途径。

　　在各部件完成清洁处理之前，清洁处理的循环次数是很不相同和不易预测的。除了清洁处理外，材料的种类、滤网和工作条件都影响着过滤器的使用寿命。对于烛形过滤器或滤片型过滤器，较好的预期是过滤器清洁循环次数平均约为20次。

　　由上可以得出结论：过滤器清洁处理不容易。清洁需要很大的投资和费用，需要经验，也包含着因使用不适宜的清洁系统而存在的风险。企业内部清洁处理和服务性清洁处理各有其优势。内部清洁处理要有*的清洁工艺和设备生产能力，可降低成本（有时候），提高清洁质量，加快处理部件的通过速度，减少全、废弃物和环境问题等。

　　服务性清洁处理优势在于有专业人员来进行过滤器的清洁工作，可及时得到理想的清洁部件，节约人力，节省工程和管理量，节约成本以及避免废弃物、危险和环境问题，将精力集中在生产上。纤维生产商应该思考和仔细地核算一下，因为清洁处理是生产中一个重要的部分，通常是不便宜的，而内部清洁处理或服务性清洁处理都是可行的途径。

　　Schwing公司为市场提供适用于各种聚合物的先进的热清洁系统，还设有完整的清洗工厂。15年以来，Schwing集团已在世界上6个地区提供高品质的清洁处理技术，并刚与合作伙伴ThyssenKrupp Xervon公司在上海新开设了一家清洁处理工厂，在短期内就能够提供各种类型的清洁处理服务。

来源：中国过滤网