DE2741230A1 - METHOD FOR CLEANING HARD EQUIPMENT PARTS - Google Patents
METHOD FOR CLEANING HARD EQUIPMENT PARTSInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von schwer zu reinigenden Apparateteilen sowie die hierfür verwendete Apparatur.The present invention relates to a method for cleaning difficult-to-clean parts of the apparatus as well as the equipment used for this.
Bekanntlich lassen sich in der chemischen Großindustrie gewisse Apparateteile nur sehr schwer reinigen. Vor allem ist die Reinigung metallener komplizierter Apparateteile, die für chemische Reaktionen bei hohen Temperaturen verwendet werden, sehr problematisch, da sich hierbei mit der Zeit schwer zu entfernende Rückstände bilden, welche die Apparate verschmutzen und schließlich unbrauchbar machen. Insbesondere komplizierte Apparateteile, welche Einbuchtungen, Löcher, Nuten und dergleichen aufweisen, werden durch Rückstände in ihrer Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt. Der hohe Preis solcher Apparateteile verbietet es meistens, dieselben häufig durch neue zu ersetzen.It is well known that certain parts of the apparatus are very difficult to clean in large-scale chemical industry. Most of all is the cleaning of metal complex parts of the apparatus used for chemical reactions at high temperatures become very problematic, since residues that are difficult to remove form over time, which the apparatuses pollute and ultimately render it unusable. In particular, complicated apparatus parts, which indentations, holes, Have grooves and the like are impaired in their functionality by residues. The high price of such Apparatus parts are mostly forbidden to frequently replace them with new ones.
Dieses Problem stellt sich namentlich in der Kunststoffindustrie, etwa bei der Extrusion von Kunststoffschmelze und ganz besonders beim Spinnen von Kunststoffasern, wo die hohen Temperaturen eine allmähliche Verschmutzung durch Rückstände verursachen. In der Spinntechnik sind dies bekanntlich die Spinnpumpen und Düsenpakete, deren meist sehr feine Düsenlöcher (Durchmesser größenordnungsmaßig um 0,1 - 0,2 mm) nach einiger Zeit durch Rückstände verstopft werden, sodaß die Düsenpakete gereinigt und ausgetauscht werden müssen.This problem arises particularly in the plastics industry, for example in the extrusion of plastic melt and especially in the spinning of plastic fibers, where the high Temperatures cause gradual residue pollution. These are well known in spinning technology the spinning pumps and nozzle packages, their mostly very fine nozzle holes (diameter of the order of 0.1-0.2 mm) after some time clogged by residues, so that the nozzle packs have to be cleaned and replaced.
Zur Reinigung der verschmutzten Spinnpumpen und Düsenpakete wurden verschiedene Verfahren entv/ickelt.Various methods have been developed to clean the soiled spinning pumps and nozzle packs.
Nach der bisher gebräuchlichsten Methode wird der gesamte in Aggregaten erhärtete Kunststoffrückstand mit der entsprechenden Luftmenge verbrannt. Die Verbrennung muß jedoch mit einer periodischen Stickstoffabdeckung "gedrosselt" werden, um den schädlichen Einfluß, wie eine örtliche überhitzung, auf ca. 500 - 800° C an den empfindlichsten Metallpartien, z.B. im Bereich der Kapillarlöcher, soweit wie möglich zu verhindern. Eine exakte Steuerung der Verbrennung bei Gasumwälzung ist wegen der komplizierten Metallformen nicht möglich.According to the most common method up to now, the entire plastic residue hardened in the aggregate is removed with the corresponding Amount of air burned. However, the combustion must be "throttled" with a periodic blanket of nitrogen. be to avoid the harmful influence, such as local overheating, to approx. 500 - 800 ° C on the most sensitive metal parts, e.g. in the area of the capillary holes, as far as possible. Precise control of the combustion with gas circulation is not possible because of the complicated metal shapes.
Nach einer anderen geläufigen Methode werden die DUsenpakete bei hohen Temperaturen (insbesondere bei 54O bis 5OO° C) in einem Autoklav unter Vakuum (ca. 10 - 400 mm Hg) gesetzt, wobei die obere Grenze der angewandten Temperatur vom Material der Apparateteile abhängt und für Düsenpakete in der Spinnereitechnik bei ca. 450 - 5OO° C liegt. Hierbei schmilzt der größte Teil der schmelzbaren Verunreinigungen, während ein kleinerer Teil verdampft. Der geschmolzene Anteil tropft in den unteren Teil des Autoklaven, vorteilhaft in ein Wasserbad, und wird später entfernt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß nichtschmelzbare und nichtverdampfbare Substanzen, z.B. harzähnliche Stoffe, welche fast vollständig aus Kohlenstoff bestehen, nicht entfernt werden können, sodaß der Reinigungseffekt unvollständig ist und somit ein Teil der feinen Düsenlöcher verstopft bleibt.According to another common method, the nozzle packages are in an autoclave placed under vacuum (approx. 10 - 400 mm Hg), the upper limit of the temperature used by the material depends on the parts of the apparatus and is around 450-5OO ° C for nozzle packages in spinning technology. Here the melts largest part of the fusible impurities, while a smaller part evaporates. The melted part is dripping in the lower part of the autoclave, advantageously in a water bath, and is later removed. However, this procedure has the disadvantage that non-meltable and non-evaporable Substances, e.g. resin-like substances, which consist almost entirely of carbon, cannot be removed, so that the cleaning effect is incomplete and thus some of the fine nozzle holes remain clogged.
Die vorliegende Erfindung gestattet nun die Reinigung von schwer zu reinigenden Apparateteilen von ihren organischen Rückständen, ohne die genannten Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man diese Apparateteile in einer ersten StufeThe present invention now allows the purification of difficult-to-clean parts of the apparatus from their organic residues without accepting the disadvantages mentioned have to. The process according to the invention is characterized in that these parts of the apparatus are used in a first stage
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bei hohen Temperaturen unter Vakuum von den verflüssigbaren und verdampfbaren Rückständen befreit und in einer zweiten Stufe, ebenfalls bei hohen Temperaturen, mit einem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch die nichtverdampfbaren Rückstände gezielt verbrennt. Dieses Verfahren kann beliebig oft hintereinander wiederholt werden.at high temperatures under vacuum from the liquefiable and evaporable residues and freed in a second stage, also at high temperatures, with an oxygen containing gas mixture specifically burns the non-evaporable residues. This process can be repeated any number of times be repeated.
Das neue Verfahren erlaubt eine exakte quantitative Zuführung von Sauerstoff, und zwar gleichzeitig an die gesamte Oberfläche der V7erkstücke, vor allem an die Kapillarbohrungen von Düsenplatten, zur restlosen Verbrennung aller organischen Rückstände, an der die durch Wasser abgedeckte Hauptkunststoff menge nicht teilnimmt.The new process allows an exact quantitative supply of oxygen, and that at the same time to the entire surface the V7erkteile, especially on the capillary bores of nozzle plates, for the complete combustion of all organic Residues in which the main amount of plastic covered by water does not participate.
Als schwer zu reinigende Apparateteile kommen in erster Linie Spinnpumpen und Düsenpakete in Frage, welche sogar als Ganzes, also ohne vorherige Demontage, gereinigt werden können. Eine sofortige Wiederverwendung von auf diese Weise gereinigten Düsenpaketen, und zwar ohne Demontage und Reinigung der mechanischen Einzelteile, ist grundsätzlich möglich. Sie richtet sich nach dem Vorhandensein von anorganischen Rückständen, wie von Metalloxiden, und nach deren Korngröße. Die anorganischen Rückstände sind weder verdampfbar noch verbrennbar. As apparatus parts that are difficult to clean, spinning pumps and nozzle packages come into question, which even as a whole, can therefore be cleaned without prior dismantling. Immediate re-use of items cleaned in this way Nozzle packages, without dismantling and cleaning the individual mechanical parts, is basically possible. she depends on the presence of inorganic residues, such as metal oxides, and their grain size. the inorganic residues are neither evaporable nor combustible.
Als organische Rückstände, die erfindungsgemäß entfernt werden können, kommen demnach besonders die beim Spinnen von Kunststoffasern anfallenden Rückstände in Frage. Diese bestehen aus einem schmelzenden und verdampfenden Teil, welcher bereits in der ersten Stufe aus dem Apparateteil heraus-As organic residues that are removed according to the invention residues that arise when spinning synthetic fibers come into question. These consist of a melting and evaporating part, which is already removed from the apparatus part in the first stage.
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tropft bzw. verdampft, und einem harten, festen und fast gänzlich aus Kohlenstoff bestehenden Belag. Dieser Belag wird dann in der zweiten Stufe durch Sauerstoff verbrannt. Die Rückstände stammen in erster Linie aus der Spinnerei von Nylon aller Arten, von Polyestern, wie Polyethylenterephthalat, etc.drips or evaporates, and a hard, solid and almost entirely made of carbon coating. This topping is then burned by oxygen in the second stage. The residues come primarily from the spinning mill of nylon of all kinds, of polyesters such as polyethylene terephthalate, etc.
Die Obergrenze der erfindungsgemäß angewendeten hohen Temperaturen ist durch das Material der zu reinigenden Apparateteile gegeben und liegt für handelsübliche Düsenpakete bei ungefähr 550 C. Demnach arbeitet man in der ersten Stufe vorteilhaft bei 200 - 4OO° C und in der zweiten Stufe bei 300 550° C.The upper limit of the high temperatures used in accordance with the invention is given by the material of the equipment parts to be cleaned and is approximately for standard nozzle packages 550 C. It is therefore advantageous to work in the first stage at 200-4OO ° C. and in the second stage at 300 550 ° C.
Das Vakuum der ersten Stufe liegt etwa bei 10 - 400, insbesondere bei 50 - 80 mm Hg, je nach Art der Verschmutzung, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Zersetzungsgrad der Polymerenkette.The vacuum of the first stage is around 10 - 400, in particular 50 - 80 mm Hg, depending on the type of contamination, for example, depending on the degree of decomposition of the polymer chain.
Als Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch der zweiten Stufe verwendet man vorteilhaft ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff, dessen Zusammensetzung man dosieren kann, und zwar während der ganzen zweiten Stufe in variabler Weise. Dieses Vorgehen erlaubt es, bei einem bestimmten unterdruck das Sauerstoff enthaltende Gas so zu dosieren, daß der für die Verbrennung der verbleibenden Rückstände benötigte Sauerstoff quantitativ zur Verfügung steht. Auf diese Weise wird eine Oxidation des zu reinigenden Apparateteils praktisch vollständig verhindert.A mixture of nitrogen and is advantageously used as the oxygen-containing gas mixture of the second stage Oxygen, the composition of which can be dosed, in a variable manner during the entire second stage. This procedure makes it possible to dose the oxygen-containing gas at a certain negative pressure so that the for the combustion of the remaining residues required oxygen is quantitatively available. That way will oxidation of the part of the apparatus to be cleaned is practically completely prevented.
Sind die Apparateteile nach der ersten Begasung und der darauf folgenden, zur Absaugung der Verbrennungsgase notwendi-Are the parts of the apparatus necessary after the first gas injection and the subsequent one to extract the combustion gases?
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gen Evakuation noch nicht genügend gereinigt, so kann das erfindungsgemäße Verfahren beliebig oft wiederholt werden. Häufig genügt jedoch ein einziger Durchgang. Notfalls kann zum Schluß noch eine Begasung mit einem Inertgas zur Verhinderung der Bildung von Eisenoxiden an den Werkstoffen angefügt werden. Als Inertgas wird, falls möglich, Stickstoff verwendet. Ist dies wegen Nitridbildung nicht möglich, müssen andere inerte Gase verwendet werden.After evacuation, it may not have been sufficiently cleaned The method according to the invention can be repeated as often as desired. Often, however, a single pass is sufficient. If necessary, can Finally, fumigation with an inert gas was added to prevent the formation of iron oxides on the materials will. If possible, nitrogen is used as the inert gas. If this is not possible due to nitride formation, you must other inert gases can be used.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Apparateteile, besonders Düsenpakete, als Ganzes ,in kurzer Zeit, d.h. in etwa 1/4 der bisher dafür benötigten Zeit, und, was überraschend ist, vollständig gereinigt werden, ohne daß Schädigungen des Metalls, z.B. Bildung von Eisenoxiden, wie Hammerschlag, auftreten. Außerdem können Apparateteile, die bisher weggeworfen wurden, z.B. Siebe, gereinigt und wiederverwendet werden. Die gegenüber vorbekannten Verfahren verkürzte Dauer der Reinigung bringt überdies eine Ersparnis an Zeit, Arbeitskraft, Raum und Energie mit sich, wobei sich die vollständige Verbrennung der Rückstände umweitschonend auswirkt.According to the method according to the invention, parts of the apparatus, especially nozzle packages, as a whole, in a short time, i.e. in about 1/4 of the time previously required, and, which is surprising, can be completely cleaned without damage to the metal, e.g. formation of Iron oxides, such as hammer blow, occur. In addition, parts of the apparatus that were previously thrown away, e.g. sieves, cleaned and reused. In addition, the cleaning duration is shortened compared to previously known processes a saving in time, manpower, space and energy with it, being the complete incineration of the residues environmentally friendly.
Die Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist äußerst einfach (sh. Fig. 1). Sie besteht im Prinzip aus einem Boden 1, einer abgedichtet darauf gelegten Glocke 2, einer oder mehrerer Halteeinrichtungen 3, einer Heizeinrichtung 4 um den oberen Teil der Glocke herum und einer oder mehreren verschließbaren öffnungen 5 (in Fig. 1 sind jeweils nur eine Haltevorrichtung 3 und eine öffnung 5 eingezeichnet) .The device for carrying out the method according to the invention is extremely simple (see FIG. 1). It consists in principle of a bottom 1, a sealed laid thereon bell 2, one or more holding devices 3, a heater 4 around the upper part of the bell around and one or more sealable openings 5 (in Fig. 1, only one holding device 3 and an opening 5 is shown).
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Die Funktionsweise dieser Apparatur ist folgende:The functioning of this apparatus is as follows:
Auf die Halteeinrichtung 3 wird der zu reinigende Apparateteil, z.B. ein Düsenpaket, gelegt oder daran fixiert und alsdann die Glocke 2 derart darüber gestülpt, daß sie gut gedichtet auf dem Boden 1 aufsitzt. Nun wird die Heizung 4 eingeschaltet und das Vakuum an der Öffnung 5 angesetzt, bis sich im oberen Teil der Glocke die Metallteile gleichmäßig auf die Temperatur erwärmt haben, bei der sich die flüssigen und gasförmigen Anteile unter dem eingeschalteten Vakuum verflüchtigt haben. Danach läßt man durch die Öffnung 5 das Gas mit dem gewünschten Sauerstoffgehalt einströmen. Dies erfolgt vorzugswiese derart, daß man durch die Öffnung 5 Luft unter die Glocke 2 einströmen läßt. Dieses Prinzip ist sehr variationsfähig. So kann man selbstverständlich das Vakuum und die Begasung an verschiedenen Öffnungen 5 ansetzen.The apparatus part to be cleaned is placed on the holding device 3, E.g. a nozzle package, placed or fixed to it and then the bell 2 put over it in such a way that it is good seated on the floor 1 in a sealed manner. The heater 4 is now switched on and the vacuum applied to the opening 5 until In the upper part of the bell the metal parts have heated up evenly to the temperature at which the liquid and gaseous components have volatilized under the switched on vacuum. Thereafter, the gas is allowed to pass through the opening 5 flow in with the desired oxygen content. This is preferably done in such a way that air is allowed to flow under the bell 2 through the opening 5. This principle is very versatile. So you can of course apply the vacuum and the gassing at different openings 5.
Der Boden 1 ist vorteilhaft mit Wasser gefüllt, welches als Dichtungs- und Kühlmedium dient und gleichzeitig die eintropfende Schmelze zum Erstarren bringt. Letztere kann als GranulatThe bottom 1 is advantageously filled with water, which serves as a sealing and cooling medium and at the same time the dripping Brings the melt to solidify. The latter can be used as granules
7 im eingelegten Siebkorb chargenweise und leicht entfernt werden. Das bei dieser Operation verdampfende Wasser wird vorteilhaft und auf übliche Weise mittels schwimmergesteuertem Ventil7 can be easily removed in batches in the inserted strainer basket. The water evaporating during this operation is advantageously and in the usual way by means of a float-controlled valve
8 fortlaufend ergänzt.8 continuously added.
Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.The following example illustrates the invention.
Ein Düsenpaket (hergestellt durch die Fa. Heraus, Hanau, BRD, mit 650 Bohrungen zu je 0,2 mm Durchmesser), welches durch Rückstände aus der Spinnerei von Nylon 6 verschmutzt ist, wird an die Halterung 3 (Fig. 1) aufgehängt. Dann wird die Glocke 2 über das Ganze gestülpt, sodaß sie dichtend auf dem Boden 1 aufliegt.A nozzle package (manufactured by the company out, Hanau, FRG, with 650 bores, each 0.2 mm in diameter), which is soiled by residues from the nylon 6 spinning mill, is hung on the bracket 3 (Fig. 1). Then the bell 2 is put over the whole thing so that it seals on the Floor 1 rests.
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Wie aus den Diagramm Fig. 2 ersichtlich, wird das Düsenpaket und die umliegenden Apparateteile bis etwa 350° C aufgeheizt, dann das Ganze an der öffnung 5 bis auf ca. 60 mm Kg evakuiert und bei diesem Druck ca. 16 Minuten belassen. Während dieser Zeit steigt die Temperatur noch bis auf ungefähr 500 C, wobei der größte Teil der Verunreinigungen schmilzt und nach unten in das Wasserbad am Boden 1 tropft, wo er erstarrt und von Zeit zu Zeit als Granulat entfernt wird.As can be seen from the diagram in Fig. 2, the nozzle package and the surrounding apparatus parts are heated to about 350 ° C, then the whole thing is evacuated at opening 5 down to approx. 60 mm kg and leave it at this pressure for about 16 minutes. During this time the temperature rises to about 500 C, whereby most of the impurities melts and drips down into the water bath at bottom 1, where it solidifies and removed from time to time as granules.
Dann läßt man, ebenfalls durch die öffnung 5, Luft einströmen, bis das Vakuum ca. 360 mm Hg beträgt, evakuiert nochmals bis auf ungefähr 60 mm Hg, wiederholt das Ganze noch einmal und läßt dann Luft einströmen, bis sich unter der Glocke 2 wieder Normaldruck eingestellt hat. Danach hebt man die Glocke 2 ab und nimmt das nunmehr gereinigte Düsenpaket heraus.Then, also through the opening 5, air is allowed to flow in, until the vacuum is about 360 mm Hg, evacuated again to about 60 mm Hg, repeat the whole thing once and then lets air flow in until normal pressure has been set under the bell 2 again. Then you lift the bell 2 and takes out the now cleaned nozzle package.
Das vorher verschmutzte Düsenpaket ist nun wieder vollständig gereinigt und voll funktionstüchtig. Selbst aus den feinsten Düsenlöchern ist der Rückstand vollständig entwichen. Beschädigungen des Metalles durch Oxidation werden keine festgestellt. Ein schwarzer Belag, bestehend aus anorganischen Rückständen, die sich vor allem an der Düsenoberfläche ansammelten, kann leicht durch Preßluft entfernt werden.The previously soiled nozzle package is now completely cleaned and fully functional. Even from the The residue has completely escaped from the finest nozzle holes. There is no damage to the metal due to oxidation established. A black coating, consisting of inorganic residues that mainly accumulated on the nozzle surface, can easily be removed by compressed air.
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