丙纶丝束过滤器在高强高模聚乙烯醇纤维生产中的应用

2018-04-03徐学斌

安徽化工 2018年1期

徐学斌

（安徽皖维高新材料股份有限公司，安徽合肥 238000）

聚乙烯醇（PVA）纤维广泛应用于建筑、无纺纸、特种纸、军工等领域，是一种环境友好型材料。在高强高模聚乙烯醇纤维生产中，纺丝时，为了保证聚乙烯醇纤维成形的质量，必须严格检查喷丝头的喷丝情况，发现喷丝不良时，需要及时更换喷丝板。喷丝是喷丝头浸入凝固浴浴液中进行的，因此要求浴液有较高的透明度，才能使操作人员清晰地观察到喷丝情况[1]，目前，生产工艺要求浴液透明度达到90%以上。而纺丝碱浴（芒硝、碱、水）在其配制和纺丝过程中都会带入和生成一些不溶解的固体杂质，在纺丝成形过程中，这些杂质会附着在初生纤维中，严重影响纤维后段拉伸质量[2]，因此为了满足纺丝对碱性浴液高透明度的要求，必须对碱性浴液进行过滤。

考虑到碱性浴液的腐蚀性，生产上使用维尼纶单面绒布作为过滤介质对浴液进行恒压框式过滤，目前随着国家对环保的重视以及客户对产品质量要求的提高，该过滤方式已不能满足工艺要求，主要表现在框式单面绒布过滤器在清洗时，有部分浴液漏出，造成环保压力；随着产能增加，为了保证透明度，清洗频率增加，从而造成绒布更换频繁，使用成本增加。

1　丙纶丝束过滤器的结构特征

为了解决上述问题，综合分析各种过滤器的过滤性能，考虑高强高模聚乙烯醇纤维生产中碱性浴液的特性，我们选用丙纶丝束过滤器，过滤器以丙纶丝束作滤材，且以一定的密度垂直固定在上下花板上，形成松散的滤层，上下花板固定在内腔，可以拆卸。结构简图见图1。

2　丙纶丝束过滤器的应用

2.1　工艺流程

图1　丙纶丝束过滤器的结构

纺丝碱浴经碱性浴液入口进入过滤器腔体内，在压力的作用下经过丙纶丝束滤芯过滤掉在配制和纺丝过程中带入和生成的一些不溶解的固体杂质，干净的浴液经过滤器浴液出口进入到下道工序。当浴液进出口压力差超过一定范围且反清洗后效果不明显时，需打开人孔，更换丙纶丝束滤芯。

2.2　丙纶丝束过滤器的过滤效果

为了检验丙纶丝束过滤器的过滤效果，与框式单面绒布过滤器作了对比：

（1）在流量且过滤面积相同的条件下，碱性浴液分别通过上述两种过滤器，过滤器进出口压力变化如图2所示。随着过滤时间的增加，丙纶丝束过滤器和框式单面绒布过滤器的进出口压力差均在缓慢上升，说明碱性浴液中的杂质被滤芯过滤掉，杂质越多，压力上升越快。对比发现，框式单面绒布过滤器的压力变化较丙纶丝束过滤器要大，说明随着时间的推移，框式单面绒布过滤器的过滤效果下降明显。图2表明框式单面绒布过滤器清洗周期约为2～3天，而丙纶丝束过滤器清洗周期约为6～7天。

图2　丙纶丝束过滤器与框式单面绒布过滤器过滤时的压力变化

（2）在两种过滤器过滤面积相同且进液透明度相同的条件下，碱性浴液分别通过上述两种过滤器，过滤器出口浴液的透明度对比如表1。

表1　丙纶丝束过滤器与框式单面绒布过滤器使用情况对比

表1表明，使用丙纶丝束过滤器后，过滤效果明显好于框式单面绒布过滤器，透明度得到了提高，改善了纺丝成形条件，产品质量得到保障。

2.3　丙纶丝束过滤器的反清洗

框式单面绒布过滤器清洗时，需将板框打开，清洗每一片单面绒布，清洗完成后，再组装好，试漏，过程繁琐，工作量大，单人完成不了，需要两人以上协作完成，无法进行在线反冲洗。而丙纶丝束过滤器可以做到在线切换反冲洗，由于滤质是丙纶丝束，碱性浴液中的杂质牢固地附着在丝束上，需用气水混合反冲洗，才能将附着在丝束上的杂质清洗掉；同时丝束表面的碱液用冷水清洗较困难，需用热水对过滤器进行反冲洗。

反冲洗的大致步骤为：①切换至备用台，将准备清洗的过滤器内的浴液用杂用空气压入储槽中；②用热水进行反冲洗，在清洗过程中，适当开启杂空阀门，用气水混合清洗效果更佳（过滤器冲洗水出口水质变清及滤质丙纶丝束变白为准）。