摘   要 :  分析了 3 類可用于二次鹽水過濾的超精密澄清過濾技術(shù)，介紹了剛性微孔聚乙烯管壓濾機連續(xù)多年在鹽水二次過濾的使用中所取得的主要成果。   關(guān)鍵詞 :   澄清過濾       絕對過濾     深層吸附過濾    表層吸附過濾

不溶的 CaCO 3 與 Mg(OH) 2, 含量雖只有 10~20mg/L, 由于粒度極細 ( 如 Mg(OH) 2, 只有 0.1~0.2 μ m) ，完全去除非常困難，應(yīng)盡量使鹽水的濁度達到 1mg/L 左右，方能使螯合樹脂與電解槽能穩(wěn)定運行，產(chǎn)品質(zhì)量與操作成本均能維持較先進水平。
1 、澄清過濾技術(shù)的概況 國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)上使用的澄清過濾技術(shù)基本上有三大類： (1) 表面絕對過濾； (2) 深層全程吸附過濾； (3) 表層吸附過濾。   表面絕對過濾   1.1 　表面絕對過濾的過濾機是表面機械篩濾，過濾介質(zhì)表面最大孔徑要絕對小于被過濾顆粒的最小粒徑，方可將物料中全部顆粒被堵在過濾介質(zhì)外表面。   目前能作鹽水二次絕對過濾介質(zhì)只有微孔膜與部分超濾膜，膜的材料有高分子膜與無機膜。雖然料液中細顆粒極少，但過濾時間一長，膜表面必然形成極薄的濾餅層，此層阻力極大，導(dǎo)致濾速非常慢。為了提高濾速，對這類膜過濾，一般只能采用動態(tài)無濾層過濾或頻繁反沖洗的無濾層過濾。膜的孔徑分布很難做到集中 ( 核孔膜可以做到比較集中 ) ，而鹽水中不溶性組分又很復(fù)雜，很難保證液體中不含有與膜表面一些毛細孔孔徑相當(dāng)?shù)念w粒，也就是說要完全做到表面絕對過濾極難，必有相當(dāng)數(shù)量的微粒會穿漏或堵在膜的 內(nèi)部。“堵塞”是膜過濾一大致命傷，可用物理或化學(xué)再生方法延緩“堵塞”，高動量的流體反沖方法是最簡單易行的物理再生方法。高分子膜的機械強度較差，難以承受反沖洗的再生方法。因此高分子膜的使用壽命往往不長。無機膜一般可用反沖洗方法，但目前價格昂貴，投資費用太大，目前鹽水量很大的氯堿生產(chǎn)還難以廣泛采用。   1.2 深層全程吸附過濾   采用分散的材料 ( 顆?；蚶w維 ) 組成孔隙大的有相當(dāng)厚度的堆積層作為過濾介質(zhì)，利用被過濾微粒與分散材料之間的表面吸附 ( 包括電荷吸附與萬有引力吸附等 ) 與部分機械阻截等原理進行過濾。這種過濾介質(zhì)的最大結(jié)構(gòu)特點是濾層厚、孔隙率大，亦即濾層中毛細孔徑大、毛細孔道長，此結(jié)構(gòu)最大優(yōu)點是濾層的溶渣量大濾速快，與此兩優(yōu)點密切相連的最大弱點是固體微粒易穿漏，濾液的質(zhì)量難以保證。由于整個濾層內(nèi)部到處都有固體微粒，很難達到高效再生，濾層內(nèi)總會積留相當(dāng)量的固體微粒，下次過濾時這些細顆粒極易帶到濾液中。除非含固量較多，表面很快會形成濾餅層，否則穿漏現(xiàn)象相當(dāng)明顯。   深層全程吸附宜作為鹽水一次過濾。如作為鹽水二次過濾，需附加相當(dāng)措施，否則濾液質(zhì)量不穩(wěn)定。   1.3 表層吸附過濾   表層吸附過濾是介于表面絕對過濾與深層全程吸附過濾之間的一種過濾技術(shù)。它的過濾機理首先也是被過濾微粒與過濾介質(zhì)之間的表面吸附與部分機械阻截，但它把過濾過程主要限制在過濾介質(zhì)的表層，而不是過濾介質(zhì)層深層，更不是過濾介質(zhì)層內(nèi)毛細孔的全程，隨著表層過濾逐漸進行，在表層毛細孔口就會形成孔口架橋，最后過濾過程從孔徑口移至過濾介質(zhì)表面之外。此后的過濾成為薄層濾餅過濾。   過濾介質(zhì)層的毛細孔徑與孔隙率雖大于膜，但必須明顯小于深層全程吸附過濾介質(zhì)的數(shù)值，這樣方能形成表層吸附過濾。為了防止反沖洗再生時被截留的固體微粒在整個過濾介質(zhì)層內(nèi)擴散，影響下次過濾濾液的澄清度，表層吸附過濾介質(zhì)一般采用整體型，而不是分散型。為了能承受高動量的反沖洗，以達到高效再生，此類整體型濾材必須是高強度的剛性微孔體。由于過濾過程主要發(fā)生在表層，而不在深層，過濾介質(zhì)層應(yīng)該較薄。表層吸附過濾的濾速會明顯小于深層全程吸附過濾的濾速，為此過濾介質(zhì)必須制成管式，過濾機內(nèi)必須是多管式，以擴大過濾管的面積來增大生產(chǎn)能力。   剛性整體成型的微孔過濾管目前有：燒結(jié)成型管、粘結(jié)成型管、繞線成型管、墊片成型管。只有燒結(jié)成型管可承受高動量反沖洗，孔隙率與毛細孔徑都可做得比較小，能承擔(dān)可反復(fù)再生的表層過濾功能，其他幾類，或耐沖擊強度過低，或孔隙率與毛細孔徑太大，難當(dāng)此任。   能制成剛性燒結(jié)型過濾管的材質(zhì)有金屬、無機與高分子等 3 大類。金屬燒結(jié)管由于價格太昂貴，耐腐蝕性能不理想，不適宜在鹽水二次過濾中應(yīng)用。無機的碳素?zé)Y(jié)管國外早已成功用于二次鹽水過濾，證明其性能可靠，效果滿意：國內(nèi)已有一些氯堿廠進口這種過濾機，成功用于生產(chǎn)。碳素?zé)Y(jié)管的價格雖比金屬燒結(jié)管低，但仍相當(dāng)高，國內(nèi)大多數(shù)氯堿廠難以承受，剛性的高分子微孔燒結(jié)管是作者用了 30 多年時間開發(fā)出來用于可反復(fù)再生的表層吸附過濾，由于價格較低，耐腐蝕性能較強，在氯堿生產(chǎn)上已成功用于鹽水二次過濾。
2 、燒結(jié)聚乙烯微孔管過濾機的應(yīng)用 由于 Mg(OH) 2 等顆粒極細，為達到表層吸附過濾，或者將微孔體的孔隙度與毛細孔徑制得很小，或者采用α—纖維素內(nèi)，使得反沖洗再生較完全。國外的燒結(jié)碳素管幾乎都采用α—纖維素預(yù)涂方法，燒結(jié)聚乙烯微孔管也完全可采用這一方法。   采用 α—纖維素預(yù)涂 , 每 1m 2 過濾面積預(yù)涂 1kg α—纖維素 , 預(yù)涂層約 1mm 厚，可連續(xù)過濾 8d ，平均濾速可達 0.4~0.6m 3/m 2h, 原水的 Ca 2+ 、 Mg 2+  濃度為 10~20mg/l ，過濾后幾乎為零。雖然采用α—纖維素增加費用，由于電耗減少，節(jié)省電槽維護費，每年直接經(jīng)濟效益可達幾百萬元。也有的氯堿廠不用α—纖維素預(yù)涂，直接利用精密微孔過濾機去除鹽水中的 Ca 2+ 、 Mg 2+ 及懸浮物，毛細孔徑稍小些，過濾后 Ca 2+ 、 Mg 2+ 均顯著減少，節(jié)電非常明顯，最長的應(yīng)用也已連續(xù)運用 4 年多。

結(jié) 語   二次鹽水過濾有幾種過濾技術(shù)。精密 微孔 過濾機適合我國國情，價格較低，性能可靠，可滿足氯堿生產(chǎn)對二次鹽水過濾的嚴(yán)格要求。

微孔過濾機

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