CN102660782B

CN102660782B - 适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置和方法

Info

Publication number: CN102660782B
Application number: CN201210144631.1A
Authority: CN
Inventors: 金伟; 周文奎; 刘岳新
Original assignee: SHANGHAI ZHOUHAN FIBER MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI ZHOUHAN FIBER MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: CN102660782A

Abstract

本发明涉及一种适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置和方法，其要点是：装置由浴液接收槽、浴液输送泵、静态混合器、浴液调配槽、浴液过滤机、浴液储槽及浴液条件控制装置组成；其特征是：高浓度浴液从纺丝线进入接收槽中，然后与低浓度浴液在静态混合器中预混合，预混合后浴液通过离心式过滤机过滤，再进一步均匀混合、换热、计量后进入纺丝系统。本发明调配出来的纺丝浴液浓度、温度稳定，杂质含量低，能满足纺丝工艺和生产稳定的要求。

Description

适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置和方法

技术领域

属于化学工程领域，确切地说是涉及高性能纤维间位芳纶的连续大流量纺丝浴液的处理装置和方法。

背景技术

芳纶纤维，属于芳香族聚酰胺类纤维，国内主要分为间位芳纶和对位芳纶两大类，是一种具有高强、高模、低比重、耐化学溶剂、耐高温、阻燃的高性能材料，广泛应用于防护、过滤、航空航天、机电、建筑、汽车、体育用品等领域。

上世纪六七十年代，我国就开始研制芳纶纤维，目前芳纶已经在我国取得较大的进展，尤其间位芳纶产量世界第二，在初步实现连续产业化生产过程中，还有许多问题有待完善，如本发明中解决的大流量低杂质的纺丝浴液处理问题：

（1）纺丝浴液过滤方面，目前芳纶生产公司中芳纶纺丝浴液过滤一般采用的板框过滤、袋式过滤、烧结网过滤，都存在在一定问题，如纺丝浴液无法处理干净、滤布频繁更换和生产不稳定等；

（2）纺丝浴液工艺控制方面，如浓度控制方面，国内一般采用间歇式人工取样用阿贝折光仪测量纺丝浴液浓度方法控制浓度，此方法存在浓度控制严重滞后，无法做到随时控制和随时记录。

发明内容

本发明提供克服现有技术不足的一种适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置和方法。

本发明采用在线全程监控的方式，实现芳纶大流量纺丝浴液处理自动化和智能化的目的；发明中采用DCS控制系统控制整个纺丝浴液处理过程，在各管道上安装纺丝浴液监控仪器，对纺丝浴液的工艺条件进行在线全程监控，并及时在线调整各设备的运行参数，使得纺丝浴液各项指标满足工艺参数值；如浓度和温度控制仪调控浓度做到随时监控和记录纺丝浴液浓度和温度的变化，并做出相应调整稳定纺丝浴液浓度和温度。

为获得连续的洁净的纺丝浴液，本发明引入具有自清洁的离心式过滤机，这种过滤机械能处理40m³以上的大流量、固相物质低于8%的稀薄悬浮纺丝浴液，并能自动、连续工作的固液分离机械，具有过滤微粒和细纤维、大流量、自动出料三大特点。过滤机过滤采用金属丝编结密纹网一般建议使用过滤精度能达到50um的规格，也可使用过滤精度更高的规格，但密纹网越密，金属丝越细，使用寿命越短。过滤机清洗装置为全自控方式，可根据物料情况自行设置机器在工作状态时的清洗间隔时间和清洗时间长短，过滤机转筛的转动方向为逆时针转动，刮板为顺时针转动。在应用中筛网不会堵塞、具有自动冲洗出料的过滤机。

本发明采取的技术方案：

一种适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其要点是：制备装置由纺丝浴液接收槽、纺丝浴液输送泵、静止混合器、纺丝浴液调配槽、纺丝浴液过滤机、纺丝浴液储槽及纺丝浴液条件控制装置组成。其特征是：纺丝浴液从纺丝线进入接收槽中，然后通过输送泵送入调配槽中与定量的低浓度纺丝浴液在静止混合器中预混合，预混合后纺丝浴液通过离心式过滤机过滤后送入纺丝浴液储槽中，在通过DCS控制系统在线控制纺丝浴液浓度和温度，最后计量送入纺丝中。

适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，包括浴液储存、预混合、过滤、调配、再混合、浓度控制、温度控制、流量控制工艺过程，包括以下步骤：

（1）间位芳纶纺丝高浓度浴液进入芳纶浴液接受槽中储存，以供后道浴液处理用；

（2）高浓度浴液与低浓度浴液按照一定的配比在静态混合器中进行预混合；

（3）预混合后浴液在离心式过滤机中进行过滤；

（4）过滤后的澄清浴液在调配槽中经过搅拌和循环再次混合，得到浓度均匀的浴液，并在线控制浴液浓度；

（5）经过调配混合后的浴液输送至浴液储槽，该浴液通过热交换器温度调整到工艺设定的温度，后经准确计量送入纺丝系统。

本发明的积极效果：

（1）能适用于间位芳纶连续化生产；

（2）间位芳纶纺丝浴液采用本发明方法和装置处理能满足纺丝工艺要求，能够控制纺丝浴液浓度变化在±0.1%内，温度控制在±0.5℃；

（3）经过本套装置和方法处理后，纺丝浴液更加干净，产品质量提高；

（4）本发明中离心式过滤机具有过滤微粒和细纤维、大流量、自动出料三大特点，在生产中筛网不存在堵塞现象，具有自动冲洗的过滤机，保证了在进入生产线的纺丝浴液输送能稳定输送；

（5）本发明在满足技术条件的基础上，纺丝浴液后道回收效率提高，达到节约能源，降低能耗的要求。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2为本发明装置结构示意图。

具体实施方法

现结合附图对本发明的结构作进一步说明：

适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其特点是：自纺丝生产线高浓度纺丝浴液进入芳纶纺丝浴液储槽1中储存，纺丝浴液在输送泵2的作用下与计量泵3（与DCS系统连接）中的低浓度纺丝浴液在静态混合器4中预混合，预混后进入离心过滤机5（与DCS系统衔接）自动控制过滤机转速，经过滤后其过滤液进入纺丝浴液调配槽6中进行纺丝浴液调配混合，滤渣则通过过滤机自动清除系统进入滤渣储槽9中，滤液在调配中经过搅拌混合后，通过输送泵11一部分纺丝浴液进入滤液储槽10中进行储藏，一部分纺丝浴液循环再次进入调配槽再混合，并在循环管路中设定的浓度仪7测量监控浓度波动，并即时反馈给DCS系统，然后DCS将信号转变成指令控制计量泵3的低浓度纺丝浴液流量，最终达到控制浓度；滤液储槽10中纺丝浴液通过输送泵12送入热交换器13中与冷媒进行热量交换，在出口处设定温度仪测量和监控温度波动，将波动信号反馈给DCS系统，然后DCS系统将信号转变成指令控制冷媒控制阀15控制冷媒的循环量，最终调整纺丝浴液温度至工艺温度，在流量计16的控制下稳定送入纺丝系统。

所述的过滤机采用具有过滤微粒和细纤维、大流量、自动出料三大特点离心式过滤机，其过滤设备通过DCS系统控制，也可根据现场情况自行设置其过滤转速。

所述的离心式过滤机，过滤网采用金属丝编结密纹网，过滤精度50um，经纬丝直径为0.14mm×0.10mm，过滤流量大于40m³/h。

所述的浴液热交换器采用板式换热器，冷媒采用低温盐水或者乙二醇溶液。

适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，包括以下步骤：

（3）预混合后浴液在离心式过滤机中进行过滤；

所述的高浓度浴液浓度为20%~70%，低浓度浴液浓度为0%~20%。

所述的离心式过滤机过滤可通过流量自行控制转速和自清洗次数，也可人工100~500r/h范围内设定，滤渣自清可在1~10次/h范围内设定。

所述的在线控制浴液浓度为20~65%，浴液设定温度为0~20℃。

实施案例

通过下面实施实例进一步阐述发明的实质性特点和显著的进步，以下实例中涉及的份及百分数，除有特别说明外，均为重量份。

实例一

流量为50m³的浓度为45.8%的间位芳纶生产混浊纺丝浴液通过管道进入纺丝浴液接收槽，经测试杂质含量为3.50%，纺丝浴液通过离心式输送泵与来自后道5%浓度的定量半透明纺丝浴液（杂质含量为0.94%）进行预混合，进入离心式过滤机中过滤，过滤精度为50um，过滤网采用金属丝编织的密纹网，经纬丝直径为0.14mm×0.10mm，过滤的澄清液体经取样测试杂质含量为0.012%，进入纺丝浴液调配槽中进一步混合调配浓度，过滤机杂质出口连接着滤渣储槽；调配槽的纺丝浴液通过离心式输送泵一部分循环进入调配槽再混合，浓度设定在42%，经循环管路中连接的浓度仪测量浓度为42.1%；一部分定量送入纺丝浴液储槽中以供纺丝用，其通过离心式输送泵定量送入热量交换器，出口温度设定在5℃，经出口温度仪测试结果显示为5.3℃。

实例二

流量为42m³的浓度为53.2%的间位芳纶生产混浊纺丝浴液通过管道进入纺丝浴液接收槽，经测试杂质含量为4.32%，纺丝浴液通过离心式输送泵与来自后道6.3%浓度的定量半透明纺丝浴液（杂质含量为1.35%）进行预混合，进入离心式过滤机中过滤，过滤精度为50um，过滤网采用金属丝编织的密纹网，经纬丝直径为0.14mm×0.10mm，过滤的澄清液体经取样测试杂质含量为0.018%，进入纺丝浴液调配槽中进一步混合调配浓度，过滤机杂质出口连接着滤渣储槽；调配槽的纺丝浴液通过离心式输送泵一部分循环进入调配槽再混合，浓度设定在42%，经循环管路中连接的浓度仪测量浓度为42.0%；一部分定量送入纺丝浴液储槽中以供纺丝用，其通过离心式输送泵定量送入热量交换器，出口温度设定在8℃，经出口温度仪测试结果显示为8.0℃。

实例三

流量为65m³的浓度为48.0%的间位芳纶生产混浊纺丝浴液通过管道进入纺丝浴液接收槽，经测试杂质含量为3.24%，纺丝浴液通过离心式输送泵与来自后道4.6%浓度的定量半透明纺丝浴液（杂质含量为0.78%）进行预混合，进入离心式过滤机中过滤，过滤精度为50um，过滤网采用金属丝编织的密纹网，经纬丝直径为0.14mm×0.10mm，过滤的澄清液体经取样测试杂质含量为885ppm，进一步混合调配浓度，过滤机杂质出口连接着滤渣储槽；调配槽的纺丝浴液通过离心式输送泵一部分循环进入调配槽再混合，浓度设定在42%，经循环管路中连接的浓度仪测量浓度为42.0%；一部分定量送入纺丝浴液储槽中以供纺丝用，其通过离心式输送泵定量送入热量交换器，出口温度设定在10℃，经出口温度仪测试结果显示为9.8℃。

Claims

1.适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其特点是：自纺丝生产线高浓度纺丝浴液进入芳纶纺丝浴液储槽（1）中储存，纺丝浴液在输送泵（2）的作用下与计量泵（3）中的低浓度纺丝浴液在静态混合器（4）中预混合，预混后进入离心过滤机（5）自动控制过滤机转速，经过滤后其过滤液进入纺丝浴液调配槽（6）中进行纺丝浴液调配混合，滤渣则通过过滤机自动清除系统进入滤渣储槽（9）中，滤液在调配中经过搅拌混合后，通过输送泵（11）一部分纺丝浴液进入滤液储槽（10）中进行储藏，一部分纺丝浴液循环再次进入调配槽再混合，并在循环管路中设定的浓度仪（7）测量监控浓度波动，并即时反馈给DCS系统，然后DCS将信号转变成指令控制计量泵（3）的低浓度纺丝浴液流量，最终达到控制浓度；滤液储槽（10）中纺丝浴液通过输送泵（12）送入热交换器（13）中与冷媒进行热量交换，在出口处设定温度仪测量和监控温度波动，将波动信号反馈给DCS系统，然后DCS系统将信号转变成指令控制冷媒控制阀（15）控制冷媒的循环量，最终调整纺丝浴液温度至工艺温度，在流量计（16）的控制下稳定送入纺丝系统。

2.根据权利要求1所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其特征是：过滤机采用具有过滤微粒和细纤维、大流量、自动出料三大特点离心式过滤机，其过滤设备通过DCS系统控制，根据现场情况自行设置其过滤转速。

3.根据权利要求1所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其特征是：所述离心过滤机（5）的过滤网采用金属丝编结密纹网，过滤精度50um，经纬丝直径为0.14mm×0.10mm，过滤流量大于40m³/h。

4.根据权利要求1所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理装置，其特征是：所述的浴液热交换器采用板式换热器，冷媒采用低温盐水或者乙二醇溶液。

5.适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，包括以下步骤：

（3）预混合后浴液在离心式过滤机中进行过滤；

6.根据权利要求5所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，其特征是：高浓度浴液浓度为20%~70%，低浓度浴液浓度为0%~20%。

7.根据权利要求5所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，其特征是：离心式过滤机通过流量自行控制转速和自清洗次数，人工100~500转/h范围内设定，滤渣自清在1~10次/h范围内设定。

8.根据权利要求5所述适用于大流量间位芳纶纺丝浴液的连续处理方法，其特征是：在线控制浴液浓度为20~65%，浴液设定温度为0~20℃。