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微孔過濾機(jī)在化工生產(chǎn)上的精密過濾應(yīng)用

2022-11-06 21:25:15

全自動微孔過濾機(jī):

化工生產(chǎn)上的液體種類繁多,作為非均相分離的液體過濾基本上可分為以下幾類:

粗級過濾:過濾精度大于100微米;

亞精密過濾:過濾精度為10010 微米;

精密過濾:過濾精度為10微米,精密過濾亦可稱為微米級過濾;

超精密過濾:  過濾精度為10.1微米,超精密過濾亦可稱為亞微米級過濾。

 

過濾精度小于0.1微米的超濾,納濾與反滲透等過濾分離技術(shù)已不屬“非均相分離”,應(yīng)屬于“均相分離”范疇。為了提高質(zhì)量與收率,對某些化工液體,除了進(jìn)行精密過濾與超精密過濾,還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行超濾,納濾或反滲透,但是對大多數(shù)化工液體,只需進(jìn)行精密過濾已足夠。少數(shù)需要超精密過濾,甚至需進(jìn)行均相過濾,必須先進(jìn)行高效精密過濾,才能保證后面串聯(lián)的超精密過濾與均相過濾技術(shù)能長時間連續(xù)運(yùn)行, 減少超精密過濾或均相過濾的污染堵塞,延長使用壽命。

液體精密過濾的目的是去除液體中不需要的固體微粒,提高液體的澄明度。固體微粒大部分小于10微米。過濾此類物料,基本有兩類過濾方式,一種是可能形成濾餅層的精密過濾,稱之為“液體精密濾餅過濾”,另一種是不形成濾餅層的,稱之為“液體精密澄清過濾”。

 

作為液體精密濾餅過濾的過濾介質(zhì),其介質(zhì)的毛細(xì)孔徑小,孔隙率低,介質(zhì)厚度薄,捕捉固體微粒的過程基本發(fā)生在過濾介質(zhì)表面,因此亦稱“精密表面過濾”。目前工業(yè)生產(chǎn)的精密濾餅過濾的過濾介質(zhì)基本上是應(yīng)用整體型的用作亞精密過濾的濾布,濾網(wǎng)或?yàn)V氈。過濾前期,一些小于10微米的微粒會穿漏,只有進(jìn)行反復(fù)循環(huán),待10微米左右的微粒形成一定厚度的濾餅,過濾精度才逐漸提高至能過濾微米級微粒。由于無更好的技術(shù),以至許多生產(chǎn)目前還只得應(yīng)用這一方法。

 

作為精密澄清過濾的過濾介質(zhì),其毛細(xì)孔徑大,孔隙率大,過濾介質(zhì)層的厚度大, 捕捉固體微?;驹谶^濾介質(zhì)層的孔隙內(nèi)部, 因此亦稱之為“精密深層過濾”。精密澄清過濾介質(zhì)有整體型,也有分散型。整體型一般是厚度較厚的燭型濾芯 ( 如繞線式濾芯,粘結(jié)纖維濾芯或噴融纖維濾芯等 ) 或?yàn)V氈,濾板等;整體型濾芯,濾氈或?yàn)V板難以有效再生,當(dāng)其內(nèi)部孔隙為微粒堵塞無法繼續(xù)過濾時,一般均丟棄。這種應(yīng)用方法導(dǎo)致每年消耗很大量的濾材,不符合可持續(xù)發(fā)展原則,工業(yè)生產(chǎn)上不宜再大量應(yīng)用。 分散型濾材有顆粒分散型與長纖維分散型兩種。這兩種深層過濾介質(zhì)均可再生,可長期反復(fù)使用。但是分散型過濾介質(zhì)經(jīng)一定時間過濾,孔隙內(nèi)截留了一些粘細(xì)微粒后,使顆粒介質(zhì)或纖維介質(zhì)容易產(chǎn)生板結(jié)或結(jié)塊現(xiàn)象,導(dǎo)致后來的過濾發(fā)生溝流,嚴(yán)重破壞過濾效率。由于深層過濾介質(zhì)的孔隙率大,遠(yuǎn)大于微米級微粒,使細(xì)顆粒很容易穿濾出去,影響過濾精度。此外,分散型深層過濾介質(zhì)再生時要消耗大量反沖洗水,要處理這種反洗水,另需過濾裝置,否則會嚴(yán)重污染環(huán)境。雖然有這些缺陷,由于結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便,成本低,在沒有更理想的精密澄清過濾可取代之前,這些深層過濾方法還會用于不少化工生產(chǎn)。

 

在各種化工生產(chǎn)上,有大量液體原料(包括水),液體中間體,液體產(chǎn)品及廢水需要精密過濾,這些液體雜質(zhì)數(shù)量很少,但微粒粒度卻非常細(xì),多數(shù)的微粒粘性很大。對這些料液的精密過濾,難以形成有明顯厚度的濾餅。對于這種物料,采用粗級過濾與亞精密過濾的過濾介質(zhì)(如膜過濾),過濾效率差,過濾精度達(dá)不到要求,如采用超精密過濾的過濾介質(zhì),雖精度可達(dá)到要求,但使用壽命短,操作費(fèi)用太高。只有精密過濾的過濾介質(zhì)才適合這類料液。其中高分子類微孔過濾介質(zhì)比陶瓷類,金屬類具有較多優(yōu)勢,比分散類深層介質(zhì)具有更多優(yōu)勢,因此高分子精密微孔過濾技術(shù)已大量用于各種化工液體的精密澄清過濾。如工業(yè)生產(chǎn)用水過濾,工業(yè)冷卻水循環(huán)過濾,氯堿生產(chǎn)上二次鹽水過濾,化肥生產(chǎn)上銅氨液與脫碳液的過濾,多種有機(jī)酸與無機(jī)酸過濾,多種堿類液體過濾,多種糖類,醇類,酮類,胺類,表面活性劑類等液體過濾,多種精制植物油,酒類(包括藥酒)及多種含懸浮物很少的廢水等等過濾。用這種新型精密過濾技術(shù),濾液的澄清度均很高,液體的透光率有的可達(dá)到99.8%以上。其應(yīng)用范圍與規(guī)模正在不斷擴(kuò)大?,F(xiàn)在,許多超濾,納濾,反滲透,離子交換,電滲析,精餾,蒸發(fā),結(jié)晶等化工單元操作之前,越來越多采用這一新過濾技術(shù)作預(yù)處理保護(hù)裝置,以提高這些單元操作的效率,質(zhì)量與壽命。

 

有些化工液體,如含少量蛋白質(zhì)的天然藥提取液,生物發(fā)酵液,藥酒等液體中往往含有小于0.10.2 微米的雜質(zhì),有些雜質(zhì)的粘性還非常大。過濾這些物料,單用精密過濾介質(zhì),其過濾精度難以達(dá)到要求。如采用微孔膜等超精密過濾介質(zhì)作后續(xù)復(fù)濾,其過濾阻力也非常大,濾速非常慢,濾材耗量大,成本高。為了提高質(zhì)量與濾速,減少操作成本,在采用新型的精密過濾之前,應(yīng)對原液進(jìn)行絮凝處理(物理絮凝或化學(xué)絮凝),使0.1微米左右的微粒絮成大于0.5微米的絮狀體。這樣就可采用剛性精密微孔管進(jìn)行過濾,由于絮狀體過濾時形成的濾餅往往是可壓縮濾餅,濾速往往比較慢,過濾前應(yīng)往絮凝液中投加一定量化學(xué)惰性的助濾劑,利用助濾劑剛性多孔結(jié)構(gòu)將可壓縮性濾餅轉(zhuǎn)化為不可壓縮濾餅,以使整個過濾過程中能保持較高的平均濾速。經(jīng)過這樣處理的料液,其過濾方式已不屬精密澄清過濾,而屬于精密濾餅過濾。

 

某些含蛋白質(zhì)等較多的濾餅過濾物料,形成的濾餅基本是可壓縮性,為了提高平均濾速,也可往物料中加進(jìn)一定量的助濾劑。

 

絮凝與助濾是有效的過濾輔助措施。但不能影響產(chǎn)品質(zhì)量與收率。預(yù)先應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn),選擇絮凝工藝與助濾劑種類與用量,防止生產(chǎn)上產(chǎn)生負(fù)面影響。

 

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