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高分子精密微孔過濾技術(shù)在有色金屬工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用前景
作者： 來源： 日期：2014/6/1 14:58:37 人氣：145
冶金生產(chǎn),尤其有色金屬生產(chǎn),許多操作都是化工單元操作,可稱之為”冶金化工”。在所有各種化工生產(chǎn)上,液固分離是必不可少的化工操作。
液固分離基本有以固液比重差為分離原理的沉降分離與以多孔介質(zhì)為分離原理的過濾分離兩大類。沉降分離有重力沉降與離心沉降兩大類;重力沉降操作最簡(jiǎn)單,但設(shè)備龐大,效率低;離心沉降的勞動(dòng)生產(chǎn)率很高,占地面積小,但設(shè)備復(fù)雜,價(jià)格高;無論重力沉降或離心沉降,固液兩相必須有一定的比重差,否則均無法分離.過濾分離不受兩相比重差限制。只需一定的多孔介質(zhì)能將固相截留與液相通過即可.過濾分離在各種化工生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛,不管過濾難度多高,通過某種單一過濾技術(shù)或幾種不同性能的過濾技術(shù)組合,絕大部分生產(chǎn)難題均可獲得相當(dāng)滿意解決。
作為非均相的液固過濾基本分為粗級(jí)過濾(>100微米的過濾精度),亞精密過濾(100—10微米的過濾精度),精密過濾(10—1微米過濾精度),與超精密過濾(1—0.1微米過濾精度)。過濾精度小于0.1微米應(yīng)歸屬于均相分離的超濾,納濾與反滲透。
目前各種化工生產(chǎn)上,大于10微米的粗級(jí)過濾與亞精密過濾,采用以各種非金屬或金屬的濾布或?yàn)V網(wǎng)作過濾介質(zhì)的多種間隙過濾機(jī)或連續(xù)過濾機(jī)基本可滿足要求。精度小于1微米,含固量很小的液體如采用超精密過濾,如各種有機(jī)微孔膜或無機(jī)微孔膜也可獲得較好解決.目前各種化工生產(chǎn),包括冶金化工,過濾操作最薄弱的是10至1微米的精密過濾領(lǐng)域.影響產(chǎn)品質(zhì)量,收率,成本與勞動(dòng)生成率,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的,往往是過濾效率不高造成的.效率低的主要原因是目前廣泛使用的濾布或?yàn)V網(wǎng)的過濾效率不高,難以完全濾住10微米以下的微粒;其次由于濾布或?yàn)V網(wǎng)為非剛性,對(duì)細(xì)顆粒組成的較粘的濾餅難以簡(jiǎn)便卸除;被細(xì)顆粒堵塞了的過濾介質(zhì)難以有效再生,消耗量相當(dāng)大.由于上述原因,精密過濾,尤其形成濾餅的液體精密濾餅過濾,至今在各種化工生產(chǎn)上相當(dāng)落后。
從新的精密微孔過濾介質(zhì)的制造,多種新型精密微孔過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)開發(fā).新的精密過濾計(jì)算方法研究,生產(chǎn)上工程應(yīng)用技術(shù)研究以及一系列工業(yè)生產(chǎn)上開發(fā)應(yīng)用等等,進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)研制,并在國(guó)內(nèi)化工,制藥,食品及廢水處理等領(lǐng)域進(jìn)行大量推廣,在有色金屬生產(chǎn)上也得到一些成功應(yīng)用。
該技術(shù)的硬件由高分子微孔過濾介質(zhì),精密微孔過濾機(jī)及輔助裝置三部分組成。
1. 高分子微孔過濾介質(zhì): 開發(fā)了六種高分子聚合物的剛性燒結(jié)微孔過濾介質(zhì)。 目前主要推廣以聚乙烯為主材的微孔PE與微孔PA兩種。
1) 介質(zhì)形狀: 主要有管形與板形兩大類。
2) 尺寸: 管形的直徑從13到120毫米,長(zhǎng)度最長(zhǎng)為1500毫米,板型直徑最大為1200毫米,厚度最厚為40毫米。
3) 微孔孔徑: 微孔的平均毛細(xì)孔徑為2—140微米。
4) 過濾精度: 最高為0.3微米,通常為0.5—1微米。
5) 耐溫: 微孔PE不超過80℃。微孔PA不超過120℃。
6) 耐壓: 根據(jù)尺寸與壁厚不同而不同,對(duì)常用的微孔過濾管,耐外壓可達(dá)0.2—0.5MPa, 耐內(nèi)壓0.4—1MPa。
高分子精密微孔過濾技術(shù)的主要特色。
1. 高分子微孔管的特色:微孔管均為剛性。
1) 過濾效率相當(dāng)高: 如液體為水溶液類,其對(duì)0.5微米的微粒,過濾效率大于99.9%(對(duì)氣固過濾,如氣體為空氣類,0.3微米的微粒,過濾效率大于99.9%);
2) 排卸干濾餅的操作相當(dāng)簡(jiǎn)便:利用壓縮氣體快速反吹法可將微孔管外表面的較干濾餅很簡(jiǎn)便又高效地吹下;此方法比任何其他卸渣方法簡(jiǎn)單,操作容易,除渣效率高。
3) 微孔管再生簡(jiǎn)易,再生效率比較高:采用物理再生—?dú)怏w或氣水混合液快速反吹法,就可將已被堵塞的微孔管進(jìn)行再生,使之連續(xù)使用壽命可達(dá)一年以上(如過濾粉末活性炭);如能用化學(xué)方法再生(幾星期或幾個(gè)月一次),使用壽命往往三至五年以上(如過濾重金屬?gòu)U水,酸性廢水,含氟廢水等)。
4) 化學(xué)性能相當(dāng)優(yōu)越:由于聚乙烯的化學(xué)性能比其他高分子聚合物強(qiáng),因此其微孔管的化學(xué)性能特別優(yōu)越,耐各種無機(jī)酸(98%以上的濃硫酸除外)與有機(jī)酸,堿,鹽及其他各種化學(xué)液體.70℃以下耐大部分有機(jī)溶劑。
5) 重量輕,再加工(車,铇,鋸與焊等)容易;本體既有相當(dāng)剛性,抗沖擊,抗壓等,機(jī)械性能又比較好,安裝維修相當(dāng)輕便。
2. 精密微孔過濾機(jī)的主要特色:
1) 內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,安裝維修比較方便;
2) 大多數(shù)過濾機(jī)的底部均有能排除大體積,干濾餅的快開底蓋,卸除濾餅時(shí)機(jī)械化程度比較高,不需人工繁重體力勞動(dòng),生產(chǎn)場(chǎng)地較清潔;
3) 過濾機(jī)為立式結(jié)構(gòu),占地面積相對(duì)較少;
4) 過濾機(jī)均為密閉結(jié)構(gòu),液體或氣體不外逸,生產(chǎn)環(huán)境比較好;
5) 卸渣與微孔管再生時(shí),不需裝拆,只需開啟閥門,卸渣與再生等輔助時(shí)間較少.
6) 易組裝成自控或程序操作。
液固分離基本有以固液比重差為分離原理的沉降分離與以多孔介質(zhì)為分離原理的過濾分離兩大類。沉降分離有重力沉降與離心沉降兩大類;重力沉降操作最簡(jiǎn)單,但設(shè)備龐大,效率低;離心沉降的勞動(dòng)生產(chǎn)率很高,占地面積小,但設(shè)備復(fù)雜,價(jià)格高;無論重力沉降或離心沉降,固液兩相必須有一定的比重差,否則均無法分離.過濾分離不受兩相比重差限制。只需一定的多孔介質(zhì)能將固相截留與液相通過即可.過濾分離在各種化工生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛,不管過濾難度多高,通過某種單一過濾技術(shù)或幾種不同性能的過濾技術(shù)組合,絕大部分生產(chǎn)難題均可獲得相當(dāng)滿意解決。
作為非均相的液固過濾基本分為粗級(jí)過濾(>100微米的過濾精度),亞精密過濾(100—10微米的過濾精度),精密過濾(10—1微米過濾精度),與超精密過濾(1—0.1微米過濾精度)。過濾精度小于0.1微米應(yīng)歸屬于均相分離的超濾,納濾與反滲透。
目前各種化工生產(chǎn)上,大于10微米的粗級(jí)過濾與亞精密過濾,采用以各種非金屬或金屬的濾布或?yàn)V網(wǎng)作過濾介質(zhì)的多種間隙過濾機(jī)或連續(xù)過濾機(jī)基本可滿足要求。精度小于1微米,含固量很小的液體如采用超精密過濾,如各種有機(jī)微孔膜或無機(jī)微孔膜也可獲得較好解決.目前各種化工生產(chǎn),包括冶金化工,過濾操作最薄弱的是10至1微米的精密過濾領(lǐng)域.影響產(chǎn)品質(zhì)量,收率,成本與勞動(dòng)生成率,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的,往往是過濾效率不高造成的.效率低的主要原因是目前廣泛使用的濾布或?yàn)V網(wǎng)的過濾效率不高,難以完全濾住10微米以下的微粒;其次由于濾布或?yàn)V網(wǎng)為非剛性,對(duì)細(xì)顆粒組成的較粘的濾餅難以簡(jiǎn)便卸除;被細(xì)顆粒堵塞了的過濾介質(zhì)難以有效再生,消耗量相當(dāng)大.由于上述原因,精密過濾,尤其形成濾餅的液體精密濾餅過濾,至今在各種化工生產(chǎn)上相當(dāng)落后。
從新的精密微孔過濾介質(zhì)的制造,多種新型精密微孔過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)開發(fā).新的精密過濾計(jì)算方法研究,生產(chǎn)上工程應(yīng)用技術(shù)研究以及一系列工業(yè)生產(chǎn)上開發(fā)應(yīng)用等等,進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)研制,并在國(guó)內(nèi)化工,制藥,食品及廢水處理等領(lǐng)域進(jìn)行大量推廣,在有色金屬生產(chǎn)上也得到一些成功應(yīng)用。
該技術(shù)的硬件由高分子微孔過濾介質(zhì),精密微孔過濾機(jī)及輔助裝置三部分組成。
1. 高分子微孔過濾介質(zhì): 開發(fā)了六種高分子聚合物的剛性燒結(jié)微孔過濾介質(zhì)。 目前主要推廣以聚乙烯為主材的微孔PE與微孔PA兩種。
1) 介質(zhì)形狀: 主要有管形與板形兩大類。
2) 尺寸: 管形的直徑從13到120毫米,長(zhǎng)度最長(zhǎng)為1500毫米,板型直徑最大為1200毫米,厚度最厚為40毫米。
3) 微孔孔徑: 微孔的平均毛細(xì)孔徑為2—140微米。
4) 過濾精度: 最高為0.3微米,通常為0.5—1微米。
5) 耐溫: 微孔PE不超過80℃。微孔PA不超過120℃。
6) 耐壓: 根據(jù)尺寸與壁厚不同而不同,對(duì)常用的微孔過濾管,耐外壓可達(dá)0.2—0.5MPa, 耐內(nèi)壓0.4—1MPa。
高分子精密微孔過濾技術(shù)的主要特色。
1. 高分子微孔管的特色:微孔管均為剛性。
1) 過濾效率相當(dāng)高: 如液體為水溶液類,其對(duì)0.5微米的微粒,過濾效率大于99.9%(對(duì)氣固過濾,如氣體為空氣類,0.3微米的微粒,過濾效率大于99.9%);
2) 排卸干濾餅的操作相當(dāng)簡(jiǎn)便:利用壓縮氣體快速反吹法可將微孔管外表面的較干濾餅很簡(jiǎn)便又高效地吹下;此方法比任何其他卸渣方法簡(jiǎn)單,操作容易,除渣效率高。
3) 微孔管再生簡(jiǎn)易,再生效率比較高:采用物理再生—?dú)怏w或氣水混合液快速反吹法,就可將已被堵塞的微孔管進(jìn)行再生,使之連續(xù)使用壽命可達(dá)一年以上(如過濾粉末活性炭);如能用化學(xué)方法再生(幾星期或幾個(gè)月一次),使用壽命往往三至五年以上(如過濾重金屬?gòu)U水,酸性廢水,含氟廢水等)。
4) 化學(xué)性能相當(dāng)優(yōu)越:由于聚乙烯的化學(xué)性能比其他高分子聚合物強(qiáng),因此其微孔管的化學(xué)性能特別優(yōu)越,耐各種無機(jī)酸(98%以上的濃硫酸除外)與有機(jī)酸,堿,鹽及其他各種化學(xué)液體.70℃以下耐大部分有機(jī)溶劑。
5) 重量輕,再加工(車,铇,鋸與焊等)容易;本體既有相當(dāng)剛性,抗沖擊,抗壓等,機(jī)械性能又比較好,安裝維修相當(dāng)輕便。
2. 精密微孔過濾機(jī)的主要特色:
1) 內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,安裝維修比較方便;
2) 大多數(shù)過濾機(jī)的底部均有能排除大體積,干濾餅的快開底蓋,卸除濾餅時(shí)機(jī)械化程度比較高,不需人工繁重體力勞動(dòng),生產(chǎn)場(chǎng)地較清潔;
3) 過濾機(jī)為立式結(jié)構(gòu),占地面積相對(duì)較少;
4) 過濾機(jī)均為密閉結(jié)構(gòu),液體或氣體不外逸,生產(chǎn)環(huán)境比較好;
5) 卸渣與微孔管再生時(shí),不需裝拆,只需開啟閥門,卸渣與再生等輔助時(shí)間較少.
6) 易組裝成自控或程序操作。
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