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金属烧结滤网在聚丙烯生产中的创新应用
作者:管理员    发布于:2017-07-12 14:11:46    文字:【】【】【

  聚丙烯产品自问世以来,一直保持持续的消费增长,广泛应用于注塑、薄膜、单丝、纤维、中空成型、挤出成型等领域,产品市场不断拓宽,遍及工农业及日常生活品各个领域。目前我国PP生产能力已达3083kt/a,尽管我国的PP工业生产能力和产量有大幅度增长,但在数量和质量以及品种等方面仍不能满足国民经济的高速发展的需要,每年仍需要大量的进口,且数量逐年上升。经过反复验证和试验,在和国内某知名化工企业聚丙烯车间进行多次合作和测试后,将多层金属烧结网和金属烧结毡在车间进行应用,以求提高聚丙烯的产能。对于对挤出机组滤网配件的改进和除尘滤筒的配件改进,有效的延长了设备的维护周期,并降低了生产成本,本文旨在研究新材料和新工艺带来的创新和推广应用,并将此合理的工艺改革及配件改革进行经验介绍和推广,以使我国的PP材料生产厂家能够广泛进行应用提升产品质量和降低成本,扩大产能。

  金属烧结丝网过滤器是一种新型的多孔功能材料,具有理想均匀的孔径分布和优异的流体渗透性能,强度高、能较好的承受热应力及冲击,金属烧结毡有着很好的耐高压差特性,相对于普通滤材在某些高压差、高温、具有腐蚀性的应用场所有着独特的优势,下面主要就其在聚丙烯生产机组中的应用进行详细的介绍。

  1金属烧结材料的结构特点1.1多层金属烧结网的结构特点多层金属烧结网结构分为保护层、过滤层、分离层、支撑层四部分,该种滤材既有均匀稳定的过滤精度又有较高的强度与刚度,对抗压强度要求高及过滤粒度要求均一的场合是一种理想的过滤材料。由于其过滤机制为表层过滤,而且网孔孔道光滑,故其具有优异的反洗再生性能,可以反复长期使用,尤其适合于连续化与自动化的操作过程,是任何一种过滤材料都无法相比的。该烧结网材料易于成型、加工和焊接,制作方便可加工成圆形、筒状、锥状、波纹状等各种形式的过滤元件。1.2金属烧结毡的结构特点不锈钢金属烧结毡是采用极其精细的金属纤维(直径为1.5~80m)经无纺铺制、叠配经高温烧结而成。设计了表面和深层过滤组织,形成多层结构,为了达到理想的性能,每一层包含了潜在的不同直径的纤维,形成了如压降、过滤效率、微粒负荷量、滤层强力等效应。多层材料有一个梯度的设计,使容尘量更高,因此寿命也更长。这些金属纤维通常由316L不锈钢纤维制造,适合大范围的不同行业企业污染排放控制,对于超高温及污染相容性应用有更佳效果。

  2多层烧结网在挤出机组上的创新应用2.1使用复合网的状况与缺陷聚丙烯车间挤出机滤网在2007年以前,一直采用复合网包边结构,在挤出机中过滤使用效果如下:片。

  在运行中压差较大,时常出现压差波动不稳定(正常压差曲线应该成平稳上升曲线),产品生广中杂志含量超标;滤网更换次数频繁,设备停车率高,使生产效率低下。

  2.2改进分析由于复合网本身的各个滤层之间相互独立无连接,在介质的冲击下滤层之间出现较大间隙,进而导致滤网强度降低,而杂质则逐层对滤网进行破坏,将滤层的网孔挤变形甚至直接将其冲烂,或者夹杂在滤层中间堵塞流道,使前面的滤层直接失效,急速降低滤层的过滤效率,进而导致滤材的控制层直接面对各种大小过滤杂质,由于控制层本身就刚性较差,在高压差的情况下将会非常容易被击穿或网孔严重变形,其直接的显现结果就是过滤效率低下,纳污量小,系统压差不稳定,而介质最后形成的颗粒质量不高,在生产应用中出现各种各样的杂质导致产品品质低下。

  2.3结构第一次改进结合滤网本身的生产、设计经验和理论论证,决定将复合网改为多层金属烧结网,并且采用网片四周加包边,网片由五层互成45°角交错叠放烧结在一起的金属滤网构成,有效的保护了过滤层。于2007年8月制作出改型滤网,9月份装机2片试用,设备运行正常,过滤阻力低,使用效果好,强度高,寿命长,过滤后物料产品质量稳定,紧接着又试用4片,效果非常好,完全满足生产工艺要求。

  (1)滤片使用周期为7天以上,月消耗量降为10~15片,设备停车率降低3倍以上,生产效率提高。

  物料过滤效果良好,产品杂志含量达标且质量稳定;系统压差平稳上升,压差曲线图符合理想预期。

  2.4二次结构改进由于国内PP材料的需求量不断上升,生产机组需要提高产能,经进行多次论证后,决定将挤出机的过滤部件进行改造,由原来的片式滤网改为U型结构(滤网如所示,支持骨架如所示),以进一步提升系统流量和过滤面积,扩大产能。

  U型滤网示意图旋转轴支持骨架滤网固定轴示意图(1)改造前的系统过滤面积为1.6mmx105mm,改为U型滤网后,同时将滤网固定轴的结构进行改进,U型网的过滤面积为2.66mmx105mm,扩大的系统通径,增加过滤面积,系统其它相关组件性能均达到的情况下,对于设备的产能将提升1.6倍。

  滤片的抗压性及系统的压差保持不变,设备运行正常,压差曲线呈平稳上升状态;使用周期在7天以上,产品杂质含量达标。

  3金属烧结毡在聚丙烯除尘器上的应用3.1使用聚丙滤袋的状况及缺陷(设备位号)在2008年以前,一直采用聚丙滤袋在挤出机除尘器中过滤使用。有如下问题:使用周期为半年,过滤精度10叫,常用聚丙滤袋使用中常出现变形、破裂、腐烂,造成物料外泄、设备停车。

  3.2改造分析及应用结果作为大气环保空气过滤在应用时挑选滤材有许多项需要特别考虑,但以下几点是必须考虑的:(1)化学稳定性;⑵操作温度范围;(3)除去固体颗粒的能力及颗粒尺寸的截留能力;(4)清灰性能;(5)不堵塞滤袋(耐脉冲);(6)耐磨、抗弯曲性好;(7)滤材均匀度,可持续使用;(8)良好的流通性;(9)良好的工艺性。

  根据各项技术要求,结合车间现场现状,设计生产了合适的孔径、强度、耐腐蚀能力的不锈钢金属毡滤袋,使容尘量更高,因此寿命也更长,对于超高温及污染相容性应用有更佳效果,可以使微粒的高效控制保持长期运作。在2008年5月制作出改型后金属烧结毡滤袋在M508、M509、M511(设备位号)试用,设备运行正常,压差曲线呈平稳上升状态,使用周期在2年以上,设备运行稳定,粉尘过滤效果满意。经济效益:设备停车次数减少4倍以上,清灰效率更高,物料回收利用效率增加。

  4结论通过分析对比和试验验证,金属烧结滤网的应用,有效地改变原有的复合网过滤工艺缺陷,弥补了原有滤袋的过滤缺陷,从生产效率和质量保证上带来了全新的突破,给国内聚丙烯生产技术改造提供了经验,并给金属烧结滤材的新材料推广应用带来了很好的启发作用。国内的PP产能提升和金属烧结滤材的创新应用在未来将会迎来一个全新的发展面貌,而金属烧结滤网的新材料推广也会给国内的各个行业带来一个全新的发展空间。

脚注信息

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