熔体滤芯的三种清洗方案

聚酯装置用熔体过滤器滤芯的清洗

聚酯生产中熔体过滤器的清洗方法主要有以下几种。

1．煅烧法

煅烧法是在箱式煅烧炉中将清洗部件在500～700℃的高温炉膛中用明火灼烧6～8

小时，使聚酯熔体熔融、分解和碳化，取出冷却后再在热水或蒸汽中用刷子洗净的一种古老方法。产量大、工艺简单、维修方便，但容易使金属氧化或使金相结构发生变化，破坏金属表面精度、甚至产生形变。同时，温度控制误差大，清洗时间长，不易彻底清洗干净，而且环境污染相当严重。

2．三甘醇溶剂清洗法

三甘醇（TEG）溶剂清洗法是目前国内外聚酯厂家广泛使用的清洗方法。即以TEG为溶剂，将熔体过滤器等熔体接触件放入后升温到270℃左右，就可以使聚酯熔体熔解在TEG

中，再结合碱洗和超声清洗，可以获得较理想的清洗效果。

TEG清洗的特点是清洗温度低，避免了高温引起清洗件变形、机械损伤等；清洗效果好，即使是聚酯老化结焦，也基本上可以清洗干净；溶剂可以进入每个角落，部件可得到充分洗涤。尤其是过滤器烛芯，由于材质为细的不锈钢丝，网孔为20～30um，在500℃高温下极易变形或堵孔，因此，TEG清洗特别适合于烛芯的清洗。

⑴TEG清洗基本原理

聚酯熔体过滤器及其接触件上粘附者的熔体属于酯类有机物，醇与制可在一定条件下发生醇解反应：

所以，在TEG清洗槽中，只要保持足够的新鲜TEG，上述反应即可向醇解产物方向进行，从而使清洗件上的熔体不断地得到清洗。另外，TEG是一种较好的溶剂，可以使一部份熔体得到溶解，所以，有时即使在烛芯上存在少量碳化物，也可以被松动而清洗下来。

但是，用TEG清洗后，过滤器烛芯等清洗表面尚留有一层聚合体薄膜需要清除，应再用碱液等继续清洗。此外，滤芯上的一些微小固体或机械杂质，还必须经过高压蒸汽或水才能得到清洗，也可用超声波清洗的方法除去。

⑵TEG清洗的工艺过程

TEG清洗的工艺过程主要由下列步骤组成：

TEG清洗→清洗冲洗→碱洗清洗→水中蒸煮→超声波清洗→干燥验收

其详细的工艺过程见《聚酯生产工艺》

⑶TEG清洗的条件控制

①清洗温度。一般说来，温度越高，醇解速度越快，溶解效果越好，清洗件就干净。但TEG的沸点为276℃，所以采用常压方式清洗时，最高温度不得超过沸点值，否则大量TEG 汽化蒸发，不但影响清洗效果，而且增加消耗和引起环境污染，甚至酿成火灾事故。因此，TEG常压清洗温度一般控制在270～272℃左右。

② TEG槽中低沸物的控制。由于清洗用TEG的纯度较低，在清洗过程又有聚酯分解反应发生，会有少量的低废物产生，如醛、水、乙二醇。随着TEG槽在清洗过程的升温加热，这些低沸点物质也会随之被蒸出。因此，在TEG清洗槽顶部设一冷凝回收罐，专门收集处理低沸物，避免环境污染和引起不必要的损失。

③充氮保护。聚酯熔体在高温下有氧存在时易发生碳化了，严重影响TEG的清洗效果。另外，清洗槽中低沸物中醛达到一定浓度后与氧相遇会发生爆炸事故，因此，必须向三甘醇清洗槽内通氮气保护，防止空气进入系统。

④清洗介质浓度。无论是TEG还是碱液，在清洗过程中其浓度对清洗质量影响较大。随着

清洗次数的增加，TEG中低聚物含量渐增，而碱液中有效的清洗组分渐减，清洗效果将越来越差。所以，在实际操作过程中，必须按规定定期更换清洗介质，以保证清洗质量。

⑤碱液清洗中碱液的选择。根据不同的厂家和不同的原料来源，碱洗中使用的碱有NaOH、Kelite235和Oakite等。其中Kelite235还具有除锈功能，易溶于水，对碳PET属不腐蚀，对PET有水解作用。我公司使用Oakite碱液是一种复合碱，清洗效果好。其主要成分为苛性碱，碱性盐、鳌合剂和阴离子表面活性剂等。外观为白色粉末，溶于水后成清澈溶液。清洗时使用的浓度为35％左右，使用大约十五次后就应该重新更换。另外，Oakite对碳钢或不锈钢不腐蚀，但对铝质腐蚀相当严重。所以碱洗过程中要防止人体灼伤。

⑷超声波清洗原理及作用

由于生产消光或半消光聚酯熔体或切片时，在熔体过滤器及其接触件上附着的熔体中也会有一定量的二氧化钛。因为TiO2性质稳定，虽经TEG或碱清洗后，仍会有一部分二氧化钛附在滤芯上，需要依靠超声波清洗的方法除去TiO2和其它不溶性固体杂质。

超声波清洗使用专门的超声波清洗设备，超生波发生器的振荡频率在19～25kHz左右，这种超声波在溶液中会产生“空化作用”，使清洗液内部微元产生强大的机械力，液体分子时而受拉伸，时而遭压缩。当液体分子受拉伸时，液体就被“撕裂”，形成一个个微小的空腔，称为空化泡。这些空化泡随着超声振动，不断合并长大，这种现象发展到一定程度，由于空化泡的内外压力差十分悬殊，在液体分子受压的瞬间突然闭合，从而产生一个微激波。虽然微激波波动范围较小，但冲击力相当强。当清洗件表面遇到微激波时，嵌附在其表面的二氧化钛粒子或其它固体杂质就会被冲刷下来。从而达到清洗的目的。用超声波清洗的时间一般需要2小时以上。

⑸清洗质量的检查

在熔体过滤器及其接触件经过各道工序清洗后，在组装投用前必须对被根烛芯进行质量检测。检验的方法一般有两种，即目测镜检和气泡试验。

目测镜检是用放大镜或显微镜对每根滤芯进行目测，发现滤芯有破损或过滤层空隙太大则为不合格。这种简易方式对质量把关的程度与操作人员的技能和经验有很大的关系。但是，通过镜检也可以看出清洗质量的高低、滤芯上有无堵孔现象。

气泡试验的方法比较科学，其工作原理是将烛芯浸没在检验液（异丙醇）中，并向烛芯内通入加压空气进行泡点测试，根据压力表的指示值，观察产生第一个气泡或最后一个气泡时的空气压力，作为衡量滤芯中最大孔隙的一个指标。即气泡试验的压力小，说明空气透过滤芯容易，如果滤芯破损，则空气透过更容易。一般情况下，新的滤芯或清洗的比较干净的滤芯，气泡试验压力的为～，空气流量为～３/h，所以，这一参数为清洗后合格品的指标，当压力小于，流量大于３/h时，说明烛芯被损坏，有较大的孔洞存在；当流量小于３/h时，压力小于时，则说明烛芯没有清洗干净。但经泡点试验合格的滤芯，还必须经过目测检验合格后才能组装使用。

3．水解法

聚酯熔体除了可以与TEG发生醇解反应外，还可以与水发生水解反应。聚酯在熔融状态下遇水或蒸汽的水解反应为：

这就是水解法清洗滤芯的基本原理。

在通常的情况下，聚酯的吸湿性较低，大约在%左右，但在较高温度下（80℃）吸湿范围可达2～3%。一般认为这是由于水渗透到聚酯无定形区所造成的增湿结果。水分在无定形区首先可以促进一些弱健的断裂，并为滑动的链段提供润滑作用。聚酯的玻璃化温度

75～80℃，在此温度上，聚酯的无定形区可出现很大的流动性，分子链也变的容易活动，水解的结果将导致分子活动性大大增加，而水本身在这里又起到润滑剂的作用。

过滤器烛芯在水解清洗器里，于高温，少氧，过热蒸汽保护条件下使聚酯发生水解。由于聚酯的导热系数较小，所以水解时间较长。要缩短水解时间，除了PET的结构如交联度、结晶度、料层厚度等内因外，外部因素还有清洗温度，过热蒸汽量及蒸汽流速等，都应一一加以考虑。利用水解法代替TEG清洗中的TEG蒸煮这一步，可以节约大量的TEG，而且清洗效果较好。这种方法现越来越受到人们的重视和采用。