熔體過濾器廣泛應用于聚酯和紡絲生產線中,其主要目的是除去熔體中的有機熔體、炭化粒子和金屬氧化物等固體雜質,提高產品質量,為下游工序提供合格的原料,保證下游工序的正常生產。洛陽石油化工總廠(以下簡稱洛陽石化) 20萬t/a聚酯工程采用直紡長、短絲工藝,該裝置在開工初期,熔體過濾器使用周期很短,切換頻繁,嚴重影響了生產的正常進行,而且造成能耗增加。為此,對影響濾芯使用周期的因素進行分析并對該裝置進行技術改造,從而延長了熔體過濾器的使用周期,提高了裝置運行平穩率。
1、提高TiO2研磨效果
    聚酯生產所用的消光劑TiO2,俗稱鈦白粉,白色粉末,純度99.5%以上。由于滌綸纖維表面光滑,具有一定透明度,在光線照射下,其反光強度很大,使纖維表面具有很強光澤,生產中加入TiO2可使纖維表面變暗。TiO2在存放過程中,易板結,使用時需配制研磨,洛陽聚酯裝置的TiO2配制系統由于沒有設計離心機分離系統,所以無法將研磨后TiO2溶液中的大分子分離出來。若研磨不充分,產生的凝聚粒子會進入后續系統,堵塞熔體過濾器濾芯,縮短濾芯使用周期。為此,需要嚴格控制研磨效果,隨時掌握每臺研磨機的運行工況;同時,為了增加研磨效果,又將原來的玻璃珠改為陶瓷珠,使得透過濾速由原來的240 mL/min提高到350 mL/min,效果非常顯著。
2、過濾器材質選擇
    聚酯裝置的熔體過濾器采用燭芯式打褶過濾器,原材質為15μm的鋼絲網布,過濾器在線壽命短,正常生產情況下,25~30天就需切換熔體過濾器,并且不易清洗。為此,將材質更換為過濾性能好的燒結金屬纖維,通過對2種過濾材料的比較,可以發現,在相同過濾精度(15μm)下,燒結金屬纖維比鋼絲網布具有更優越的過濾性能,詳見表1。

改變過濾器材質后,過濾器的使用周期顯著變長,可達50~65天,在保證長短絲裝置平穩、不斷頭的前提下,采用燒結金屬纖維過濾器,將過濾精度變為20μm,過濾器的使用周期可達100天左右。
3、提高熔體過濾器的清洗效果
    熔體過濾器的清洗分為TEG清洗、高壓水槍清洗和超聲波清洗3個步驟。
  3.1　延長TEG蒸煮時間
    TEG即三甘醇,是一種無色透明的中性油狀液體,沸點276℃,在加熱情況下對聚酯有醇解及溶解作用。TEG清洗就是在TEG溶劑作用下,經加熱蒸煮,溶解過濾器上的聚酯熔體。剛拆下的熔體濾芯,被聚酯熔體所包裹,必須整體在TEG蒸煮槽蒸煮,在285℃恒溫4 h取出;拆下濾芯,發現仍有部分熔體未能完全溶解。為此,將恒溫時間由4 h增加到6 h以上,使粘結在濾芯上的熔體全部溶解;同時,采取二次TEG蒸煮的方法,即將拆下的濾芯再裝入吊筐,進行二次蒸煮,以進一步增加蒸煮清洗的效果。
  3.2　加強高壓水槍沖洗
    TEG蒸煮過的濾芯,由于較臟,必須用高壓水槍沖洗。而采用外濾式熔體過濾器,雜質留在濾網外層。為此,采用特制的高壓水槍,由內向外沖洗,將雜質反沖出來。同時除去濾芯外保護罩,增強清洗效果。為了最大程度洗凈濾芯,隨機從一套濾芯中取出10根,再隨機將其中5根外鐵罩去掉,然后用高壓水槍將濾芯打凈,再用超聲波清洗2 h,做泡點試驗,對比結果見表2。

由表2可以看出,在高壓水槍沖洗和超聲波清洗階段,將濾芯外鐵罩取掉,更易于將濾芯清洗干凈。
  3.3加強超聲波清洗
由于小分子雜質在高壓下,易擠進濾芯內部,用高壓水槍,很難將其沖出,因此進行超聲波清洗是必要的。為摸索最佳清洗時間,做了1組實驗,結果見表3。

由表3可知,單靠增加超聲波清洗時間,并不是最佳途徑。因此,將超聲波清洗時間定在2~3 h即可。
  3.4采用蒸汽反吹濾芯
經過超聲波清洗后,一部分過濾雜質被除掉,但仍有一部分殘留在濾網內部。為了除去這部分雜質,經過論證,增建了一條1.6 MPa蒸汽反吹生產線進行濾芯反吹,以最大限度地除去內部雜質。實踐證明,其效果顯著。
4、安裝及使用中應注意的問題
    熔體過濾器濾芯取出后,由于內膽底部、內壁及進出口管線殘留有部分聚酯熔體,若不清除,預熱過程中極易炭化,切換時堵塞熔體過濾器,大大縮短過濾器使用周期。針對內膽溫度高、空間狹小的特點,安裝前每次都要將下封頭拆開,先人工清理,后用氣體反吹,效果十分理想。同時,在使用中應注意以下問題:若預熱時間短,切換時因受熱不均造成熔體通過濾芯的阻力增大,減少濾芯使用壽命,因此,最佳預熱時間宜為48 h;應控制濾芯最大壓差,及時切換,保護濾芯,最大壓差為6.0 MPa。每次切換完畢后,要關嚴被切下的過濾器進出口閥門,以免閥門內漏。總之,影響熔體過濾器使用周期的因素復雜,但只要認真總結,及時采取措施,延長濾芯的使用周期是完全可能的。