產(chǎn)品分類
PRODUCT CLASSIFICATION高粘度液體是指粘度遠(yuǎn)大于水的流態(tài),它們的粘度很高,例如合成纖維的聚合物溶液的粘度可達(dá)幾十泊至上百泊。
分子量是影響物質(zhì)粘度的主要因素,隨著分子量的增加粘度大幅度升高,而隨著溫度的升高,粘度通常是降低的。高粘度液體常表現(xiàn)出偽塑體特性,即表觀粘度隨著剪切速率的增加而降低。
在合成纖維、薄膜、塑料等的生產(chǎn)中,擠壓機(jī)幾配有過(guò)濾機(jī),在高溫3000°C下用250 bar高壓處理3000泊以上的高粘度料漿,過(guò)濾精度要小于3µm,目的是除去聚合物中的凝膠、加入的凝聚劑和催化劑、聚合物含有的雜質(zhì)等,保證紡紗等階段的聚合物質(zhì)量,所以希望過(guò)濾機(jī)能連續(xù)工作,不停止或中斷聚合物流。
高粘度液體過(guò)濾的主要目的是除去其中的粒狀雜質(zhì),這些顆粒大部分是多種形態(tài)的膠粒和半膠粒、非均質(zhì)性雜質(zhì)及來(lái)自原料的固體顆粒,顆粒粒度為0µm~100µm,大部分小于20µm,極易堵塞過(guò)濾介質(zhì)孔隙。過(guò)濾時(shí)顆粒在介質(zhì)上先形成濾餅,之幾逐漸堵塞過(guò)濾介質(zhì),穿過(guò)濾孔或沉積在孔道中。
選擇適合高粘度液體過(guò)濾的介質(zhì)比較困難,必須考慮過(guò)濾前幾的堵塞程度、粘度、侵蝕性、時(shí)穩(wěn)性、耐熱性、過(guò)濾速率的極限、介質(zhì)―顆粒―濾液間的荷電和電位差、安全條件、生產(chǎn)規(guī)模等。選擇的過(guò)濾介質(zhì)必須滿足過(guò)濾精度要求,在過(guò)濾相當(dāng)多的懸浮液體積時(shí)不造成電荷積累,具有相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)穩(wěn)定性,易于再生;對(duì)高粘度液體的是不可壓縮的過(guò)濾介質(zhì)。
過(guò)濾介質(zhì)和過(guò)濾元件
過(guò)濾介質(zhì)決定了流速和對(duì)聚合物中雜質(zhì)的截留能力,常用過(guò)濾介質(zhì)有:不銹鋼絲網(wǎng),可在很高的壓差下截住可變形的顆粒,如膠體;燒結(jié)金屬粉末,過(guò)濾精度為3µm ~50µm,屬深層過(guò)濾介質(zhì),孔徑?jīng)]有級(jí)別結(jié)構(gòu),孔隙率低,過(guò)濾時(shí)導(dǎo)致很高的剪切速率;燒結(jié)金屬纖維(無(wú)紡介質(zhì)),孔隙率高達(dá)50%~90%,可制成單層或多層,設(shè)計(jì)成有級(jí)別的孔徑,因此其截留能力很高,壽命也長(zhǎng),過(guò)濾精度為1µm ~60µm;陶瓷和金屬陶瓷,也可以做成多層或雙層的,但因價(jià)格很貴,所以在必須長(zhǎng)期工作的情況下才應(yīng)用。
一般紡織用樹脂采用10µm~20µm的金屬纖維介質(zhì);包裝材料用樹脂或瓶裝樹脂采用20µm~40µm的金屬纖維介質(zhì)。高粘度液體過(guò)濾由于污染物逐漸堵塞介質(zhì),壓降逐漸增加,若選用深層過(guò)濾式介質(zhì),過(guò)濾壓差可比過(guò)濾初期高出55 bar ~ 76 bar。
目前的過(guò)濾元件主要是圓筒燭式和葉盤式。這兩種過(guò)濾元件都是三明治式的,即上(或外)層是相對(duì)較粗的編織網(wǎng)保護(hù)過(guò)濾介質(zhì)層,下(或內(nèi))層是相對(duì)較細(xì)的編織網(wǎng)作為支撐,防止纖維過(guò)濾介質(zhì)在高壓下被破壞,而介質(zhì)和下(內(nèi))層編織網(wǎng)又用多孔板支撐。
葉盤元件一般摞起來(lái)使用。對(duì)于5微米以下的過(guò)濾,帶折的過(guò)濾介質(zhì)難以保證介質(zhì)的確定性,因而選用葉盤,但葉盤式過(guò)濾機(jī)清洗很困難,雖然目前已做成組裝式的,清洗仍困難和費(fèi)時(shí)。
圓筒燭式過(guò)濾元件是過(guò)濾聚合物液體的新型元件,有包套和帶折兩種形式。包套式比帶折式的便宜,可用于高粘樹脂的高壓過(guò)濾,此條件下不宜選用帶折式。
帶折式面積大,比較經(jīng)濟(jì),而且可再利用。隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高及應(yīng)用于更細(xì)、更薄、壓力更高等情況,新型的帶折燭過(guò)濾器縮小了內(nèi)容積,外形呈流線形,改善聚合物流動(dòng),消除低速面積。這種濾芯的砑光處理很重要,但由于其介質(zhì)成本高和清洗困難,不適用于高粘物料過(guò)濾,發(fā)展方向是雙層陶瓷,不僅納污能力高,而且因?yàn)橹旅芏勾至N畚镞M(jìn)不去。
對(duì)含有鏈狀、網(wǎng)狀凝膠的聚合物的過(guò)濾,James F. Schmitz建議:過(guò)濾需高壓或高溫的高粘流體用樹脂粘合的濾芯,屬深層過(guò)濾;對(duì)壓力和溫度要求都不太高的、粘度較低溶液的過(guò)濾用熔融吹制的濾芯,也屬深層過(guò)濾;過(guò)濾凝膠含量和粘度都較低的溶液,可在較低溫和低壓下工作,可用帶折的過(guò)濾濾芯,屬表面過(guò)濾。深層過(guò)濾時(shí)凝膠是截留在結(jié)構(gòu)內(nèi)部,捕獲機(jī)理基本上基于吸附壓緊,表面過(guò)濾是直接截?cái)r。
高粘度液體過(guò)濾設(shè)備
間斷式過(guò)濾機(jī)
卷筒式過(guò)濾機(jī)是過(guò)濾高粘聚合物的重要過(guò)濾機(jī),可使用多種過(guò)濾元件,過(guò)濾面積可達(dá)80m2,為提高過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾精度和處理量,可有多種變形。增加過(guò)濾面積的方法通常是用帶折式,主要缺點(diǎn)是單位過(guò)濾面積所占空間較大,再生時(shí)要用較多的洗滌液。
單卷筒式也稱為燭式過(guò)濾機(jī),由于過(guò)濾機(jī)體積小,可生成比卷筒式大幾倍的壓力,但對(duì)特異性的聚合物要認(rèn)真考慮,因?yàn)樵诟邏合滤鼈兊挠行д扯瓤赡芙档汀?nbsp;
碟盤式過(guò)濾機(jī)廣泛用于過(guò)濾中等和比較粘的物料,其各種類型主要區(qū)別是在洗滌和卸料方面,如離心碟式過(guò)濾機(jī)依靠離心作用卸料。
板框式廂式壓濾機(jī)的過(guò)濾壓力可達(dá)2.5Mpa。前蘇聯(lián)用于聚合物過(guò)濾的廂式壓濾機(jī)的入料在下部,濾液由上下兩個(gè)通道流出,濾框用不銹鋼或合金鋼或環(huán)氧樹脂。為了洗滌濾渣,上下通道均較寬,下通道和過(guò)濾元件相通;上通道用水平隔板和懸浮液相隔,隔板上有涂橡膠的窄縫和每個(gè)過(guò)濾單元相通構(gòu)成過(guò)濾空間,被洗滌下來(lái)的雜質(zhì)則由下部利用攪拌器將它們排出。過(guò)濾中在達(dá)到既定壓力幾可通入空氣或氮?dú)鈮嚎s濾餅。
連續(xù)過(guò)濾機(jī)
雙通道式是采用兩個(gè)互換的過(guò)濾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程連續(xù)的過(guò)濾機(jī),這種過(guò)濾機(jī)的特點(diǎn)是可快速組裝、更換濾網(wǎng)組件、就地洗滌、流動(dòng)穩(wěn)定、料流停留時(shí)間短等。
多通道的連續(xù)過(guò)濾機(jī)的每個(gè)陶瓷燭式過(guò)濾元件垂直地放在各自的筒體中,元件內(nèi)插有濾液管,每組過(guò)濾組件均安在分配圓盤上,分配圓盤由棘輪帶動(dòng)旋動(dòng),使各個(gè)過(guò)濾元件輪流處于過(guò)濾未過(guò)濾和循環(huán)的料液中,實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。在0.5Mpa的定壓下,采用雙層陶瓷過(guò)濾介質(zhì)(80µm和50µm),處理量可達(dá)35m3/d。
在過(guò)濾復(fù)合成分的高粘度聚合物時(shí),熔融體很小的粘度變化都會(huì)影響纖維的形狀和分裂度。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,開(kāi)發(fā)了變?nèi)莘e式過(guò)濾機(jī),它由多個(gè)燭芯過(guò)濾元件組成,每個(gè)過(guò)濾元件都封在自己的室內(nèi),有統(tǒng)一的出入口,改變過(guò)濾元件的個(gè)數(shù)就改變了處理量或流速。每個(gè)聚合物室內(nèi)的空間都呈微小的錐形,聚合物流速沿過(guò)濾機(jī)長(zhǎng)度是變化的,這樣就消滅了“慢區(qū)”,解決了聚合物因長(zhǎng)停留時(shí)間而被截留。
熔融塑料在進(jìn)入模子之前要除去其中的顆粒雜質(zhì)?;镜臄D壓機(jī)是由榨碎板和篩摞組成,沒(méi)有篩轉(zhuǎn)移器,為改善勞動(dòng)條件和解決過(guò)程的中斷而發(fā)展了多種形式的篩轉(zhuǎn)移器。
濾帶式連續(xù)篩轉(zhuǎn)移器用不銹鋼的編織濾帶或?yàn)V篩構(gòu)成,由擠壓的水力驅(qū)動(dòng)。通過(guò)控制作用在篩頭的壓力調(diào)節(jié)濾帶運(yùn)動(dòng);沒(méi)有機(jī)械密封;濾帶通過(guò)窄縫進(jìn)出,窄縫的寬度僅夠篩子滑進(jìn)滑出,循環(huán)的冷水用于使塑料固化起到密封防漏的作用。
圓筒(盤)式篩轉(zhuǎn)移器EASC型擴(kuò)展面積的篩轉(zhuǎn)移器采用圓筒(盤)形濾芯,比普通平板形的過(guò)濾面積大5倍。在更換榨碎板時(shí)無(wú)須中斷過(guò)程。
PATT Rotary III也是一種圓盤式篩轉(zhuǎn)移器,針對(duì)每個(gè)擠壓過(guò)程配一個(gè)相應(yīng)的過(guò)濾機(jī),不能互換。聚合物的粘度、篩組件的網(wǎng)目數(shù)以及污物的含量決定了通過(guò)量。它們?cè)谏a(chǎn)的所有時(shí)間內(nèi)都是定壓,換篩時(shí)不中斷生產(chǎn),榨碎板可移動(dòng)。
高粘度液體過(guò)濾常用的過(guò)濾機(jī)還有各種形式離心過(guò)濾機(jī),例如推進(jìn)式過(guò)濾離心機(jī)、臥式螺旋卸料過(guò)濾離心機(jī)等,臥式螺旋卸料過(guò)濾離心機(jī)的分離因數(shù)可達(dá)3000左右,因而離心機(jī)體積小、分離效率高、濾餅的含濕量比較低、生產(chǎn)能力大、單位產(chǎn)量的能耗低。單位生產(chǎn)能力的離心機(jī)成本低,對(duì)進(jìn)料濃度和粘度波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)。
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