聚乙烯醇纖維原液過(guò)濾系統(tǒng)及新技術(shù)的應(yīng)用

文/秦旱生（安徽皖維高新材料股份有限公司）

在聚乙烯醇纖維生產(chǎn)過(guò)程中，如何提高紡絲可紡性、降低噴絲頭更換率是亟待解決的問(wèn)題，而原液凈度是影響原液可紡性一個(gè)重要因素[1]。聚乙烯醇樹(shù)脂溶解后，原液中還有不溶解的顆粒和機(jī)械雜質(zhì)，如泥沙、凝膠顆粒等，紡絲時(shí)，這些雜質(zhì)會(huì)堵塞噴絲頭的噴絲孔，致使換頭率高，還會(huì)產(chǎn)生很多柱狀絲、塊狀絲等，降低纖維質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響紡絲產(chǎn)量，所以在原液進(jìn)行紡絲前，必須經(jīng)過(guò)濾除去這些雜質(zhì)[2]。實(shí)際生產(chǎn)中采用兩道過(guò)濾結(jié)合的方式來(lái)提高原液凈度，而第二道濾機(jī)在切換到備臺(tái)時(shí)，紡絲的原液壓力波動(dòng)比較大，濾機(jī)濾材中的縫隙含有空氣使得原液中混入氣泡，直接影響成品纖維質(zhì)量。所以實(shí)際生產(chǎn)中盡可能延長(zhǎng)第二道濾機(jī)使用周期，除去雜質(zhì)的工作主要由第一道濾機(jī)承擔(dān)。

一、現(xiàn)有過(guò)濾設(shè)備

安徽皖維高新材料股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱皖維公司）聚乙烯醇纖維生產(chǎn)車間現(xiàn)有兩種不同過(guò)濾面積的YL171板框過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾面積分別為50m2和20m2。該種型號(hào)濾機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是過(guò)濾面積大，無(wú)控制儀表；缺點(diǎn)是濾布使用時(shí)間短，運(yùn)行成本和人工成本高。

板框過(guò)濾機(jī)由多組金屬板框組成，每一組都是由一塊濾框和一塊濾板組成。原液沿過(guò)濾機(jī)入口進(jìn)入濾框中，在一定的壓力下，通過(guò)濾板上鋪的濾布進(jìn)入濾板。濾板上有凸凹不平的紋路，凸出部分支撐濾板上的不銹鋼網(wǎng)，不銹鋼網(wǎng)上覆蓋濾布。通過(guò)濾布進(jìn)入濾板中的原液，沿著凹下部分形成的通道流到過(guò)濾機(jī)的出口，達(dá)到過(guò)濾的目的。

過(guò)濾時(shí)，濾機(jī)入口壓力控制尤為重要。濾機(jī)的入口壓力過(guò)低，則濾布空隙被堵，過(guò)濾速度降低，濾液質(zhì)量變差；隨著壓力的增大，過(guò)濾速度加快，濾液質(zhì)量更優(yōu)[2]。但濾機(jī)入口壓力過(guò)高，一方面原液中的雜質(zhì)會(huì)硬擠過(guò)濾布而使過(guò)濾效果變差，另一方面過(guò)高的壓力有可能使板框變形而影響過(guò)濾效果。所以過(guò)濾機(jī)入口壓力有一上限，當(dāng)壓力達(dá)到這個(gè)上限時(shí)，為保證原液過(guò)濾效果，必須及時(shí)切換濾機(jī)[3]。

二、板框式過(guò)濾機(jī)存在問(wèn)題

1.環(huán)保壓力大

現(xiàn)原液過(guò)濾系統(tǒng)采用的板框過(guò)濾機(jī)為開(kāi)放式生產(chǎn)，濾機(jī)拆裝頻繁，每周至少拆裝、清洗三次，煮洗時(shí)耗費(fèi)大量蒸汽和水，同時(shí)產(chǎn)生較多泡沫并伴隨高COD污水排向污水處理廠，污水處理壓力大。板框過(guò)濾機(jī)因長(zhǎng)期使用濾板變形嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)濾板中間加筋斷裂，導(dǎo)致不銹鋼鋼絲網(wǎng)與濾板滑離，致使濾板間產(chǎn)生縫隙，濾液泄漏，嚴(yán)重污染環(huán)境。過(guò)濾機(jī)濾液滲漏較為嚴(yán)重（毛細(xì)現(xiàn)象），為方便拆濾板，會(huì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)過(guò)濾機(jī)進(jìn)行淋熱水操作，一方面對(duì)設(shè)備有腐蝕，另一方面也易造成環(huán)境問(wèn)題。

2.使用周期短、成本高

板框過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾材質(zhì)為濾布，濾液滲漏較為嚴(yán)重，影響系統(tǒng)使用時(shí)間；濾布過(guò)濾精度較低，雜質(zhì)較易堵塞濾布，從而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力增大，影響過(guò)濾進(jìn)程，第一道濾機(jī)往往一周就要切換兩到三次，頻繁切換不僅導(dǎo)致工作量大大增加，同時(shí)也大幅增加了水電氣的用量，生產(chǎn)成本居高不下。

3.自動(dòng)化程度低

板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾整個(gè)使用過(guò)程以人力操作為主，拆裝、后續(xù)的濾布清洗、濾機(jī)切換都需要人力來(lái)完成，占用勞動(dòng)力；過(guò)濾機(jī)油壓系統(tǒng)為共用系統(tǒng)，原有油壓泵一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，為上世紀(jì)70 年代產(chǎn)品，配件配型難，油壓泵在高壓力工作時(shí)經(jīng)常漏油，同時(shí)濾板壓不緊也會(huì)導(dǎo)致漏液，環(huán)保壓力大，一旦油壓泵有故障會(huì)影響所有過(guò)濾機(jī)正常使用。

三、BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)的應(yīng)用

為解決原YL171 板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題，皖維公司在板框過(guò)濾機(jī)改造時(shí)曾采用過(guò)KK 過(guò)濾機(jī)，但金屬濾機(jī)煮洗時(shí)間較長(zhǎng)，程序復(fù)雜、利用率低。為了更好地實(shí)現(xiàn)人性化操作、降低成本及滿足環(huán)保要求，決定使BK自動(dòng)過(guò)濾機(jī)，經(jīng)多次過(guò)濾試驗(yàn)，該種型號(hào)濾機(jī)很好地解決了上述兩種過(guò)濾設(shè)備遇到的難題。

1.BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及其主要技術(shù)參數(shù)

BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)是在普通的板框過(guò)濾機(jī)及KK 過(guò)濾機(jī)基礎(chǔ)上的改型產(chǎn)品，具有自動(dòng)控制、連續(xù)工作、自動(dòng)反洗、自動(dòng)排渣等功能，而且易損件極少，過(guò)濾網(wǎng)采用金屬燒結(jié)氈，過(guò)濾精度高，不易破損，使用周期長(zhǎng)。避免了普通板框過(guò)濾機(jī)拆臺(tái)、卸布、洗布、夾布等過(guò)程，也解決了KK 過(guò)濾機(jī)網(wǎng)經(jīng)常堵、容易破損、易損件多、維修困難、價(jià)格昂貴等問(wèn)題，減少了因過(guò)濾機(jī)拆臺(tái)造成的環(huán)境污染。

外形尺寸1600mm×600mm×1600mm，最大反洗次數(shù)60 次/h，過(guò)濾面積2.4～5m2，最大工作壓力2MPa，最大壓差1 MPa，原液進(jìn)口DN80 PN1.6，出口DN80 PN1.6，廢液出口DN40 PN1.6。過(guò)濾機(jī)的控制和反洗由PLC完成。

2.BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾性能與其他過(guò)濾機(jī)比較

BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)多數(shù)過(guò)濾性能與其他過(guò)濾機(jī)相當(dāng)或優(yōu)于其他過(guò)濾機(jī)，具體比較數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3.BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)工作原理

原液膠體通過(guò)輸送泵，進(jìn)入濾機(jī)下腔，形成壓力P1，在P1作用下，原液進(jìn)入濾網(wǎng)和板架之間，透過(guò)網(wǎng)架上的濾網(wǎng)進(jìn)入另一側(cè)板架之內(nèi)，隨后依次進(jìn)入濾機(jī)上腔、濾機(jī)出口管，通過(guò)出口管上的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入貯罐，即完成過(guò)濾流程。

表1 BK 自動(dòng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾性能與其他過(guò)濾機(jī)比較

自動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制出口管道壓力P2，使管道壓力和濾機(jī)上腔壓力恒定，壓差△P=P1-P2。過(guò)濾機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，附著在濾網(wǎng)內(nèi)的雜質(zhì)增多，在一定量的過(guò)濾下，P1會(huì)隨著濾網(wǎng)上雜質(zhì)的增多而逐步增大，P2保持不變，△P也相應(yīng)增大。當(dāng)△P達(dá)到設(shè)定值時(shí)濾機(jī)就自動(dòng)反洗，此時(shí)反洗活塞由濾機(jī)一端移向另一端，移動(dòng)過(guò)程中活塞堵住一個(gè)板框的進(jìn)液口，使單個(gè)單元板框進(jìn)膠壓力為0，而出膠口壓力即P2保持不變，在P2的作用下將濾機(jī)上腔（出口腔）部分純凈原液透過(guò)濾網(wǎng)連同濾網(wǎng)上的雜質(zhì)進(jìn)入活塞腔內(nèi)，一起經(jīng)活塞排膠管排出至廢液槽。隨后活塞到達(dá)另一端，一次反洗完成。

四、結(jié)語(yǔ)

新型過(guò)濾技術(shù)的使用，大幅降低了聚乙烯醇纖維的生產(chǎn)成本；廢水排放量大大降低，環(huán)保壓力也得到緩解；原液質(zhì)量的提高有效提升了原液的可紡性，從而使聚乙烯醇纖維的產(chǎn)量和質(zhì)量有了明顯提高。