CN114082704B - 用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法。所述方法依次包括溶剂煮洗、去离子水超声清洗、碱性溶液超声清洗、去离子水超声清洗、压缩空气吹干和烘干。本发明在溶剂煮洗时,通过控制排气速度和气孔大小来控制气泡大小,能够充分使气泡与滤芯表面进行接触,使得清理更加彻底。超声清洗时,碟状滤芯垂直固定在超声机内部,并且超声震动装置置于滤芯两侧,能够充分保证对滤芯的强力清理,增加清洗效率和强度。使用压缩空气对滤芯吹干时,先斜向清理表面再垂直清理滤孔,能够增加清洗强度。本发明同时融入物理清洗法和化学清洗法,通过二者联用提高清洗效果。
Description
技术领域
本发明属于过滤器清洗领域,涉及一种用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法。
背景技术
碳纤维在生产过程中主要分为三个阶段,首先单体聚合形成原液,然后原液经过纺丝成型形成原丝,最后原丝经过碳化处理形成碳纤维。如果原液中存在杂质,会导致随后的原丝阶段和碳化阶段发生断丝,影响进一步生产。行业内普遍通过使用过滤器对碳纤维原液进行去除杂质处理。过滤器种类繁多,其过滤能力也各不相同。目前常用的过滤器为桶状滤芯过滤器,这种过滤器滤芯虽然安装简便但是过滤能力不强,而且很容易造成堵塞,需要频繁更换、清洗,增加成本。还有一种过滤器是新型叠加式碟状滤芯过滤器,这种过滤器滤芯滤孔直径为1μm,过滤能力强,但缺点是不易清洗、杂质堆积不好处理。
目前过滤器滤芯的清洗方法分为两种:物理清洗法和化学清洗法。物理清洗法包括高压水枪冲洗和压缩空气吹扫。这种方法操作简单,但是很难对小孔径的过滤器滤芯起到效果。化学清洗法是采用酸性或碱性溶液对过滤器滤芯进行清理,酸性或碱性溶液会与滤芯内残留的聚合液和杂质发生反应,反应后聚合液和杂质发生分解,易于清理,这种方法清洗得较为彻底,但不能保证酸性或碱性溶液能够完全分解滤芯内杂质,并且长时间使用高浓度的酸性或碱性溶液会对滤芯造成一定的损伤。
发明内容
针对叠加式碟状滤芯不易清洗,现有清洗方法不够有效的问题,本发明根据叠加式碟状滤芯的结构特点,提供一种用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法。该方法根据叠加式碟状滤芯的结构特点,同时融入物理清洗法和化学清洗法,二者联用提高清洗效果。
本发明的技术方案如下:
用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法,先将用于碳纤维原液过滤的叠加式碟状滤芯置于二甲基亚砜中煮洗,随后去离子水超声清洗,之后碱性溶液超声清洗,再去离子水超声清洗,然后压缩空气吹干,最后烘干,具体步骤如下:
(1)二甲基亚砜煮洗:
将叠加式碟状滤芯置于煮洗槽中,使用二甲基亚砜在65-90℃下煮洗;其中碟状滤芯水平固定在煮洗槽中部,上下两面垂直对准气孔,煮洗的同时气孔开始排气并形成气泡,控制排气速度和气孔大小来控制气泡大小和密度,要求气泡尺寸为1-3mm,气泡数量为30-50个/s,且气泡尺寸与气泡数量呈正相关,形成小而密集的气泡对滤芯进行煮洗;
(2)去离子水超声清洗:
将煮洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在40-70℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(3)碱性溶液超声清洗:
将去离子水超声清洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用pH值为8-12的碱性溶液在50-80℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(4)去离子水超声清洗:
将碱性溶液超声清洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在40-70℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(5)压缩空气吹干:
将去离子水超声清洗后的碟状滤芯固定在工作台上,使用压缩空气枪进行吹干,压缩空气压力为0.5-1.0MPa,先45°斜向清理表面,再90°垂直清理滤孔;
(6)鼓风干燥箱烘干:
将吹干的碟状滤芯固定在鼓风干燥箱内,130-140℃下烘干。
本发明步骤(1)中,煮洗时间根据叠加式碟状滤芯的纳污情况适当调节,优选为15-25h。
本发明步骤(1)中,气泡尺寸与气泡数量呈正相关是指气泡尺寸越大时,气泡数量应当相对应增大。
本发明步骤(1)中,排气速度为0.3-1.0m3/min,气孔大小为0.5-2mm。在本发明具体实施方式中,排气速度为0.5m3/min,气孔直径为1mm,气泡尺寸为1.45mm,气泡数量为55个/s。
本发明步骤(2)中,超声时间根据叠加式碟状滤芯的纳污情况适当调节,优选为5-8h。
本发明步骤(3)中,超声时间根据叠加式碟状滤芯的纳污情况适当调节,优选为4-7h。
本发明步骤(3)中,所述的碱性溶液为能够与滤芯内残留的聚合液和杂质发生反应的碱性溶液。在本发明具体实施方式中,采用的碱性溶液为pH值为8-12的碳酸氢钠溶液,更优选为pH值为10的碳酸氢钠溶液。
本发明步骤(4)中,超声时间根据叠加式碟状滤芯的纳污情况适当调节,优选为5-8h。
本发明步骤(5)中,斜向清理表面时间和垂直清理滤孔时间根据叠加式碟状滤芯的纳污情况适当调节,优选为斜向清理表面20-40min,垂直清理滤孔20-40min。
本发明步骤(6)中,烘干时间根据干燥情况适当调节,优选为烘干1-3h。
本发明提供的滤芯清洗方法,首先经溶剂煮洗将滤芯上附着的碳纤维原液洗掉,再经去离子水超声清洗初步去除附着的杂质,超声后还存在难溶杂质,进行碱性溶液超声清洗,进一步分解、去除杂质,然后经去离子水清洗彻底洗净滤芯表面以及滤孔内部,最后进行压缩空气吹干以及烘干,彻底去除水分。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)在二甲基亚砜煮洗时,将碟状滤芯水平固定在煮洗槽中部,上下两面垂直对准气孔,垂直角度更容易对滤孔内部进行清理,并且两面同时进行清理更加彻底;
(2)在二甲基亚砜煮洗时,通过控制排气速度和气孔大小来控制气泡大小,要求气泡尺寸为1-3mm,气泡数量为30-50个/s,形成小而密集的气泡,能够充分使气泡与滤芯表面进行接触,并且也更容易进入滤孔进行清理;
(3)超声清洗时均需将碟状滤芯垂直固定在超声机内部,并且超声震动装置置于滤芯两侧,能够保证对滤芯进行充分的超声震动清理,增加清洗效率和强度;
(4)使用压缩空气对滤芯进行吹干,先45°斜向清理表面,再90°垂直清理滤孔,能够实现对滤芯进行全方面清洗;
(5)采用压缩空气吹干和鼓风干燥箱烘干两步来清除滤芯内的水分,充分保证没有水分残留。
附图说明
图1为本发明的用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
对滤孔孔径为1μm的叠加式碟状滤芯进行清洗,清洗后组装成过滤器。将该过滤器内部通入粘度为62Pa·s的碳纤维原液,压力为3.5MPa,使用3个月后,过滤器内部因杂质造成严重堵塞,导致压强增高,影响过滤质量及效率。
(1)将堵塞的碟状滤芯置于煮洗槽中,使用二甲基亚砜在75℃下煮洗20h,碟状滤芯水平固定在煮洗槽中部,上下两面垂直对准气孔,孔内喷出小而密集的气泡对滤芯进行煮洗,气孔直径为1mm,排气速度为0.5m3/min,形成的气泡尺寸为1.45mm,气泡数量为55个/s。
(2)将碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在55℃下超声清洗5h,超声震动装置置于滤芯两侧。
(3)将碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用pH值为10的碳酸氢钠溶液在65℃下超声清洗5h,超声震动装置置于滤芯两侧。
(4)将碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在55℃下超声5h,超声震动装置置于滤芯两侧。
(5)将碟状滤芯固定在工作台上,使用压缩空气枪对其进行吹干,压缩空气压力为0.8MPa,先45°斜向清理表面30min,再90°垂直清理滤孔30min。
(6)将碟状滤芯固定在鼓风干燥箱烘干内,135℃下持续烘干2h。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于碱性溶剂超声清洗过程中使用pH为8的碳酸氢钠溶液进行冲洗。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于碱性溶剂超声清洗过程中使用pH为12的碳酸氢钠溶液进行冲洗。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于二甲基亚砜煮洗过程,具体为:将碟状滤芯置于加入二甲基亚砜的煮洗槽中,在75℃下冲洗20h,碟状滤芯垂直固定在煮洗槽中部,煮洗槽内气孔不排气。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于煮洗过程中采用的溶剂为乙醇。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于二甲基亚砜煮洗过程,将碟状滤芯置于煮洗槽中,使用二甲基亚砜在75℃下煮洗20h,碟状滤芯水平固定在煮洗槽中部,上下两面垂直对准气孔,气孔直径为5mm,排气速度为0.1m3/min,形成的气泡尺寸为2.5mm,气泡数量为30个/s。
对比例4
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于步骤(2)和(4)的去离子水超声清洗过程中,将碟状滤芯垂直于水平面90°方向设置,固定在超声机内部,在55℃下超声5h,超声震动装置置于滤芯一侧。
对比例5
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于压缩空气吹干过程中,压缩空气压力为1.5MPa,先45°斜向清理表面30min,再90°垂直清理滤孔30min。
对比例6
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于压缩空气吹干过程中,压缩空气压力为0.8MPa,先90°垂直清理滤孔30min,再45°斜向清理表面30min。
对比例7
本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于碱性溶剂超声清洗过程中使用pH为7的碳酸氢钠溶液进行冲洗。
表1实施例1-3和对比例1-7碟状滤芯的清洗结果
实施例1-3和对比例1-7碟状滤芯的清洗结果如表1所示。实施例1-3的过滤器进出口压力差较对比例来说更小,且实施例1的过滤器进出口压力差最小,说明实施例1清洁能力最强,清洗后的过滤器滤芯过滤能力最好,不易发生堵塞。
Claims (9)
1.用于过滤碳纤维原液的高效过滤器滤芯的清洗方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)二甲基亚砜煮洗:
将叠加式碟状滤芯置于煮洗槽中,使用二甲基亚砜在65-90℃下煮洗;其中碟状滤芯水平固定在煮洗槽中部,上下两面垂直对准气孔,煮洗的同时气孔开始排气并形成气泡,控制排气速度和气孔大小来控制气泡大小和密度,要求气泡尺寸为1.45mm,气泡数量为55个/s,形成小而密集的气泡对滤芯进行煮洗;
(2)去离子水超声清洗:
将煮洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在40-70℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(3)碱性溶液超声清洗:
将去离子水超声清洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用pH值为8-12的碱性溶液在50-80℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(4)去离子水超声清洗:
将碱性溶液超声清洗后的碟状滤芯垂直固定在超声机内部,使用去离子水在40-70℃下超声清洗,超声震动装置置于滤芯两侧;
(5)压缩空气吹干:
将去离子水超声清洗后的碟状滤芯固定在工作台上,使用压缩空气枪进行吹干,压缩空气压力为0.5-1.0MPa,先45°斜向清理表面,再90°垂直清理滤孔;
(6)鼓风干燥箱烘干:
将吹干的碟状滤芯固定在鼓风干燥箱内,130-140℃下烘干。
2.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(1)中,煮洗时间为15-25h。
3.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(1)中,排气速度为0.3-1.0m3/min,气孔大小为0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(1)中,排气速度为0.5m3/min,气孔大小为1mm。
5.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(2)和(4)中,超声时间为5-8h;步骤(3)中,超声时间为4-7h。
6.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(3)中,碱性溶液为碳酸氢钠溶液。
7.根据权利要求6所述的清洗方法,其特征在于,步骤(3)中,碱性溶液为pH值为10的碳酸氢钠溶液。
8.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(5)中,斜向清理表面20-40min,垂直清理滤孔20-40min。
9.根据权利要求1所述的清洗方法,其特征在于,步骤(6)中,烘干时间为1-3h。
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