一种芳纶沉析纤维的洗涤装置的制作方法

文档序号:11394039阅读:327来源:国知局

本实用新型属于特种合成纤维制造技术及设备领域,具体为一种芳纶沉析纤维生产洗涤装置。



背景技术:

芳纶沉析纤维是一种综合性能优良的耐高温特种纤维,具有优异的热稳定性、阻燃性、电绝缘性、化学稳定性、耐辐射性等性能,在制造电绝缘纸、高温过滤材料、蜂窝结构材料等方面有着广泛用途。

沉析纤维的生产过程一般包括合成树脂、树脂沉析、纤维过滤洗涤、溶剂回收四部分单元操作。纤维过滤洗涤是将树脂沉析单元产出的纤维悬浮液中的絮状短小纤维与凝固液分离,然后对包裹在纤维内部以及沾附在纤维表面的溶液通过外加洁净水多次洗涤,使之溶剂和氯化盐、低聚物含量达到产品指标要求,得到沉析纤维产品。

高品质沉析纤维产品中低聚物和粘附溶液中Cl-含量是芳纶纤维产品质量指标的重要影响因素。合成树脂的工业化规模生产必然客观存在树脂溶液中含有一定比例的低聚物或小分子副产物;在芳纶缩聚反应过程中产生HCl以及凝固液配置引入氯化盐作为助剂等,最终都存在以氯化盐溶液形式的Cl-包裹在纤维内部和粘附在沉析纤维表面。

降低低聚物或小分子副产物常规解决方式是控制滤网孔径,在溶液分离或洗涤的同时物理转移到溶液中,简单有效,但同时存在大量损失细小纤维,降低收率的问题;降低Cl-含量的常规方式多采用渗透置换将包裹在纤维内部和粘附在纤维表面的Cl-转移到洗涤水中,但沉析纤维表面结皮致使洗涤水对包裹在结皮纤维内部的凝固液渗透缓慢,成为主要影响因素,为此工艺上一般采取加大洗水当量、延长停留时间和加大洗涤频次来解决,但洗涤次数的增加会造成产品过滤损失增加,洗水当量的增加会造成溶剂回收能耗成本增加,延长停留时间会造成产能的下降等生产经济效益问题。

现有通用分离洗涤设备如离心机、洗涤床等往往不能直接处理沉析纤维悬浮液均存在适用性功能改造开发的要求,比如真空洗涤床配套设备多,占地面积大,工作场所洁净度要求高,一次投资大;离心机滤布易堵塞、洗涤次数多、中间过程需人工粹饼、过滤损失大等。



技术实现要素:

本实用新型正是针对以上技术问题、环保为题,提供一种芳纶沉析纤维生产洗涤装置。该装置采用压缩气体实现固液分离,滤饼与洗涤液机械打散混合,过程自动控制,解决芳纶沉析纤维的洗水当量大、过滤洗涤损失大、工作场地洁净度要求高,投资大等不足的问题。

本实用新型的技术方案为:

一种芳纶沉析纤维的洗涤装置,包括滤盘、滤布、出料口、筒体、刮刀及传动机构,其筒体为密闭圆形筒体,在筒体的上端设置有椭圆封头,在所述的椭圆封头上设置进液管口法兰和进气管口法兰,两者对称布置。在椭圆封头中部开口安装带密封装置的刮刀的传动轴,筒体的下端为圆锥体结构,圆锥体结构的底端设置收集液管口法兰。在筒体下部安装滤盘,滤盘为均匀开孔的承压圆板,在滤盘上表面铺设滤布并固定,筒体底部接近滤盘的位置处设置出料口,机械控制由外侧开启闭合出料门,在圆形筒体内设置可平行转动并可上下提升的刮刀及传动机构。连接刮刀的传动轴通过筒体顶部封头与筒体外部的变速和动力装置连接。

利用以上所述芳纶沉析纤维的洗涤装置进行加压过滤洗涤的步骤如下:

步骤1、将芳纶沉析纤维悬浮液送入一体机内,利用加压氮气,实现沉析纤维与凝固液的固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的凝固液通过出液口收集后送溶剂回收装置。

步骤2、一体机内送入步骤3收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合一定时间,渗透置换沉析纤维中包含的溶剂和氯化盐;然后通入加压氮气,使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集后送洗涤液储槽。

步骤3、一体机内送入步骤4收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合一定时间,渗透置换沉析纤维中包含的溶剂和氯化盐;然后通入加压氮气,使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为步骤2洗涤液。

步骤4、一体机内送入步骤5收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合一定时间,渗透置换沉析纤维中包含的溶剂和氯化盐;然后通入加压氮气,使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,添加盐酸,使洗涤液PH≤5.0,作为步骤3洗涤液。

步骤5、一体机内送入去离子水作为洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合一定时间,渗透置换沉析纤维中包含的溶剂和氯化盐;然后通入加压氮气,使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为步骤4洗涤液。

步骤6、一体机内的滤饼,利用刮刀将滤饼打散,通过出料口排出,得到沉析纤维产品,完成一次加料过滤洗涤工作流程。

完成步骤1-6所得沉析纤维产品绝干率≤15%、DMAC≤0.1%、Cl-≤400PPm、打浆度波动+0~1 OSR;过滤损失率≤2.0%、去离子水消耗≤35000L/t(绝干料)。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

(一)、可解决现有芳纶沉析纤维产品常规洗涤技术及设备存在的洗涤水当量大,回收能耗高的不足的问题。

(二)、采用本装置后,添加的洗涤水加酸使纤维结皮的表面松散、快速分解低聚物,提高洗涤水的渗透置换速率,比较常规通用分离洗涤设备如离心机、洗涤床等降低洗水当量20%以上,溶剂回收能耗相应降低20%以上。

(三)、可提高产品收率1%。

(四)、生产过程密闭在一体机内完成,降低了工作场地的洁净度要求,节省投资。

(五)、生产过程可自动化控制,减少了操作人员配置,综合经济效益明显

附图说明

图1为本实用新型中所述芳纶沉析纤维的洗涤装置的结构示意图。

其中,1——滤盘,2——滤布,3——出料口,4——筒体,5——刮刀及传动机构。

具体实施方式

为了使本发明中的发明内容更加便于理解,下面将结合附图和具体实施方式对本发明中所述生产方法做进一步的阐述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1:

一种芳纶沉析纤维的洗涤装置,包括滤盘、滤布、出料口、筒体、刮刀及传动机构,其筒体为密闭圆形筒体,在筒体的上端设置有椭圆封头,在所述的椭圆封头上设置进液管口法兰和进气管口法兰,两者对称布置。在椭圆封头中部开口安装带密封装置的刮刀的传动轴,筒体的下端为圆锥体结构,圆锥体结构的底端设置收集液管口法兰。在筒体下部安装滤盘,滤盘为均匀开孔的承压圆板,在滤盘上表面铺设滤布并固定,筒体底部接近滤盘的位置处设置出料口,机械控制由外侧开启闭合出料门,在圆形筒体内设置可平行转动并可上下提升的刮刀及传动机构。连接刮刀的传动轴通过筒体顶部封头与筒体外部的变速和动力装置连接。

利用以上所述装置进行芳纶沉析纤维洗涤的方法,包括以下步骤:

(1)、准备同一批次的沉析纤维悬浮液并分析打浆度、固含量后备用。

(2)、将沉析纤维悬浮液送入一体机内,停进料后,充入氮气并提压,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与凝固液的固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的凝固液通过出液口收集后外送;压力稳定时间10~20分钟。

(3)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集后外送。

(4)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为前一工序洗涤液。

(5)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,添加盐酸,测试洗涤液PH≤5.0,作为前一工序洗涤液。

(6)、一体机内送入去离子水作为洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为前一工序洗涤液。

(7)、一体机内的滤饼,利用刮刀将滤饼打散,通过出料口排出,得到沉析纤维产品,完成一次加料过滤洗涤工作流程。

(8)、沉析纤维产品取样分析:绝干率≤15%、DMAC≤0.1%、Cl-≤400PPm、打浆度波动+0.5 OSR;过滤损失率≤2.0%、去离子水消耗≤35000L/t(绝干料)。

实施例2:

一种芳纶沉析纤维的洗涤装置,包括滤盘、滤布、出料口、筒体、刮刀及传动机构,其筒体为密闭圆形筒体,在筒体的上端设置有椭圆封头,在所述的椭圆封头上设置进液管口法兰和进气管口法兰,两者对称布置。在椭圆封头中部开口安装带密封装置的刮刀的传动轴,筒体的下端为圆锥体结构,圆锥体结构的底端设置收集液管口法兰。在筒体下部安装滤盘,滤盘为均匀开孔的承压圆板,在滤盘上表面铺设滤布并固定,筒体底部接近滤盘的位置处设置出料口,机械控制由外侧开启闭合出料门,在圆形筒体内设置可平行转动并可上下提升的刮刀及传动机构。连接刮刀的传动轴通过筒体顶部封头与筒体外部的变速和动力装置连接。

利用以上所述装置进行芳纶沉析纤维洗涤的方法,包括以下步骤:

(1)、准备同一批次的沉析纤维悬浮液并分析打浆度、固含量后备用。

(2)、将沉析纤维悬浮液送入一体机内,停进料后,充入氮气并提压,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与凝固液的固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的凝固液通过出液口收集后外送;压力稳定时间10~20分钟。

(3)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集后外送。

(4)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为前一工序洗涤液。

(5)、一体机内送入后工序收集的洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为前一工序洗涤液。

(6)、一体机内送入去离子水作为洗涤液,利用刮刀将滤饼打散与洗涤液搅拌混合30~60分钟;然后通入加压氮气,稳定10~20分钟,利用压差使沉析纤维与洗涤液固液分离,并利用刮刀的搅拌切屑使滤饼在滤盘上均匀形成,分离的洗涤液通过出液口收集,作为前一工序洗涤液。

(7)、一体机内的滤饼,利用刮刀将滤饼打散,通过出料口排出,得到沉析纤维产品,完成一次加料过滤洗涤工作流程。

(8)、沉析纤维产品取样分析:绝干率≤15%、DMAC≤0.1%、Cl-≤400PPm、打浆度波动0OSR;过滤损失率≤2.0%、去离子水消耗≤35000L/t(绝干料)。

由实施例1与实施例2可知:使用同一台过滤洗涤一体机,处理同一批次规格原料以及保持同等的处理能力(作业时间设定相同),所得到的产品理化指标和操作指标比较,采用加酸分解低聚物并酸化纤维表面结皮,所得产品打浆度提升0.5 OSR,洗水当量下降14.3%。

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