摘 要: 本文叙述采用国内开发的精密微孔过滤技术在氯碱生产上二次盐水的应用效果,该技术既可采用α纤维素预涂,也可无α纤维素预涂。
关键词: α纤维素、浊度、二次盐水
氯碱生产上的二次盐水中含有一定量的悬浮物,经过沉降与一次过滤后的二次盐水中的悬浮物,多数为Mg(OH)2,少数为CaCO3及其它不溶性悬浮物(如SiO2及某些不溶性有机物),去除这些悬浮物对降低能耗,降低成本及提高产品质量极为重要。用较低的投资费与较小的操作成本以达到最佳的二次盐水质量,将成为各氯碱企业一项重要技改目标。
二次盐水的净化过滤技术有 多种。目前国内外比较成熟的有炭素烧结管过滤与微孔PE管过滤器两种,因为都在国内氯碱生产上经受长期考验。微孔PE管过滤技术是作者用了长达三十四年时间研究开发出来的新型精密过技术,该技术连续两次被国家科委选为“八五”与“九五”期间的“国家级科技成果重点推广计划项目”。洪利牌PG型精密微孔过滤机是完全按照作者研究成果制造的微孔PE管过滤机(微孔PE管的制造工艺,微孔孔径,孔隙率和比阻等参数的控制与检验方法完全与研究一样),一九九四年湖北省武汉葛店化工厂公司将其大规模用于二次盐水过滤。至今已经过连续六年多的应用,证明其过滤效果可靠,操作稳定,取得显著的经济效益。
一、二次盐水过滤前不溶性颗粒的概况
盐水投加CaCO3与NaOH,经过沉降与一次过滤后,盐水中的杂质大幅度减少,由于各厂盐的来源不同,沉降与一次过滤效率不同,各个厂的二次原盐水的质量均不相同,作者曾测量几个厂的二次原盐水中不溶性微粒的大致分布概况。
浙江XX电化厂的二次盐水质量一向比较好,但也有波动,根据该厂要求我们于去年特对该厂的二次盐水作了测试:
(一)原盐水浊度测定:(STB-1A浊度仪) 平均:6.1 NTU
(二)微粒测定:2000倍显微镜投影到20寸电视屏幕上计数。
微粒大小范围 颗数 颗数比例
>10μm 22 0.63%
5~10μm 33 0.94%
1~5μm 252 7.2%
0.5~1μm 1500 42.6%
<0.5μm 1713 48.7%
由以上测试结果可见,90%属小于1μm的微粒,其中大部分是0.5μm以下的微粒,这些微粒多数是Mg(OH)2,极少是SiO2与某些不溶性有机物。
二、α纤维素预涂的微孔PE管精密微孔过滤技术
“α纤维素预涂+炭素烧结管”是国外应用成熟的二次盐水的精密过滤技术,国内不少厂引进这一装置。炭素烧结管的毛细孔径为110~180μm,平均150μm,毛细孔径相当大,滤材本身阻力小,再生效率高,但对α纤维素要求高,颗粒要较粗又要较均匀,预涂循环时间比较长,此外炭素管又很昂贵,难以在国内广泛推广。根据炭素管应用中的优缺点,特选洪利牌微孔PE过滤机代替炭素管过滤,微孔PE管的毛细孔平均孔径比炭素管小,每根微孔PE管的外形尺寸也比炭素管小,也采用α纤维素预涂,每1米2预涂1公斤α纤维素,可连续运行8~10天,平均滤速达0.6~1m3/m2h,原液Ca#、Mg#浓度为10~20mg/L,过滤后几乎为零,浊度小于1,三台PGK—100型微孔过滤机(每台过滤面积100 m2,二用一备),可使电介槽的电压降低0.1V以上,隔膜寿命增加40%,葛店化工公司这一技改项目已在生产上连续应用六年以上,证明洪利牌微孔过滤装置是可代替昂贵的炭素管。如用于离子膜法氯碱生产过滤二次盐水,该技术是完全是可行的。
三、不预涂α纤维素的微孔PE管过滤技术过滤二次盐水
采用α纤维素预涂,虽然可提高滤速与过滤精度,但操作成本增加,操作也较麻烦。如不用α纤维素预涂,单用微孔PE管,能否达到同样效果?这是不少厂所企求的,国内一些厂曾进行这方面工作,据我们初步了解,由于在投产前没有长期的小试与中试试验,没有严密计算作依托,只作一些简易试验与简单计算,以至不少厂都出现不同程度的一些弊病,有的还难以继续采用,不得不中途下马,为此我们特进行一系列小试验。
我们采用上海XX厂的二次盐水反复进行无α纤维素预涂的试验。
微孔PE管的毛细孔径采用特制规格。
二次原盐水浊度:3.65~3.75NTU。
起动过滤压差不超过0.005Mpa,平均滤速一开始大于1 m3/m2h,滤液浊度不超过1 NTU,很快降至0.5 NTU,在0.5小时之内降至0.1以下。试验表明,为了能在几天之内使平均滤速保持0.5~1 m3/m2h,除了微孔管的平均毛细孔径这一重要参数外,起动压差也是重要参数,两者均选择好,就可使滤速与二次盐水质量达到或接近有α纤维素预涂时的效果。当平均滤速降至0.5 m3/m2h以下时,可利用60~70℃热水与0.6 Mpa压缩气体反吹再生,微孔过滤管的过滤性能就恢复如初。由这些试验表明,即使无α纤维素预涂,微孔PE管也能有效过滤Mg(OH)2 与SiO2等胶体物质。
无α纤维素预涂的微孔PE管过滤机已在浙江巨州化工公司大型生产成功应用,由于二次盐水浊度明显下降,节电非常显著。
结束语
洪利牌PG型精密微孔过滤机用于氯碱生产上二次盐水过滤,已连续成功应用六年多,与国外昂贵的技术比较,这种国内开发成功的装置可以说是价廉物美的技术,完全适用于国内镁离子含量高的盐水过滤,适应国内技术与经济不高的国情。采用该过滤机可以选用α纤维素作预涂,也可不用α纤维素作预涂,这取决各厂的条件与要求。
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