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高分子精密微孔过滤技术在有色金属工业生产上的应用前景

作者: 来源: 日期:2014/6/1 14:58:37 人气:47
   冶金生产,尤其有色金属生产,许多操作都是化工单元操作,可称之为”冶金化工”。在所有各种化工生产上,液固分离是必不可少的化工操作。 
    液固分离基本有以固液比重差为分离原理的沉降分离与以多孔介质为分离原理的过滤分离两大类。沉降分离有重力沉降与离心沉降两大类;重力沉降操作最简单,但设备庞大,效率低;离心沉降的劳动生产率很高,占地面积小,但设备复杂,价格高;无论重力沉降或离心沉降,固液两相必须有一定的比重差,否则均无法分离.过滤分离不受两相比重差限制。只需一定的多孔介质能将固相截留与液相通过即可.过滤分离在各种化工生产上应用广泛,不管过滤难度多高,通过某种单一过滤技术或几种不同性能的过滤技术组合,绝大部分生产难题均可获得相当满意解决。 
    作为非均相的液固过滤基本分为粗级过滤(>100微米的过滤精度),亚精密过滤(100—10微米的过滤精度),精密过滤(10—1微米过滤精度),与超精密过滤(1—0.1微米过滤精度)。过滤精度小于0.1微米应归属于均相分离的超滤,纳滤与反渗透。 
    目前各种化工生产上,大于10微米的粗级过滤与亚精密过滤,采用以各种非金属或金属的滤布或滤网作过滤介质的多种间隙过滤机或连续过滤机基本可满足要求。精度小于1微米,含固量很小的液体如采用超精密过滤,如各种有机微孔膜或无机微孔膜也可获得较好解决.目前各种化工生产,包括冶金化工,过滤操作最薄弱的是10至1微米的精密过滤领域.影响产品质量,收率,成本与劳动生成率,对环境产生严重污染的,往往是过滤效率不高造成的.效率低的主要原因是目前广泛使用的滤布或滤网的过滤效率不高,难以完全滤住10微米以下的微粒;其次由于滤布或滤网为非刚性,对细颗粒组成的较粘的滤饼难以简便卸除;被细颗粒堵塞了的过滤介质难以有效再生,消耗量相当大.由于上述原因,精密过滤,尤其形成滤饼的液体精密滤饼过滤,至今在各种化工生产上相当落后。 
    从新的精密微孔过滤介质的制造,多种新型精密微孔过滤机的结构开发.新的精密过滤计算方法研究,生产上工程应用技术研究以及一系列工业生产上开发应用等等,进行了长期系统研制,并在国内化工,制药,食品及废水处理等领域进行大量推广,在有色金属生产上也得到一些成功应用。 
    该技术的硬件由高分子微孔过滤介质,精密微孔过滤机及辅助装置三部分组成。 
    1. 高分子微孔过滤介质: 开发了六种高分子聚合物的刚性烧结微孔过滤介质。 目前主要推广以聚乙烯为主材的微孔PE与微孔PA两种。 
    1) 介质形状: 主要有管形与板形两大类。 
    2) 尺寸: 管形的直径从13到120毫米,长度最长为1500毫米,板型直径最大为1200毫米,厚度最厚为40毫米。 
    3) 微孔孔径: 微孔的平均毛细孔径为2—140微米。 
    4) 过滤精度: 最高为0.3微米,通常为0.5—1微米。 
    5) 耐温: 微孔PE不超过80℃。微孔PA不超过120℃。 
    6) 耐压: 根据尺寸与壁厚不同而不同,对常用的微孔过滤管,耐外压可达0.2—0.5MPa, 耐内压0.4—1MPa。 
    高分子精密微孔过滤技术的主要特色。 
    1. 高分子微孔管的特色:微孔管均为刚性。 
    1) 过滤效率相当高: 如液体为水溶液类,其对0.5微米的微粒,过滤效率大于99.9%(对气固过滤,如气体为空气类,0.3微米的微粒,过滤效率大于99.9%); 
    2) 排卸干滤饼的操作相当简便:利用压缩气体快速反吹法可将微孔管外表面的较干滤饼很简便又高效地吹下;此方法比任何其他卸渣方法简单,操作容易,除渣效率高。 
    3) 微孔管再生简易,再生效率比较高:采用物理再生—气体或气水混合液快速反吹法,就可将已被堵塞的微孔管进行再生,使之连续使用寿命可达一年以上(如过滤粉末活性炭);如能用化学方法再生(几星期或几个月一次),使用寿命往往三至五年以上(如过滤重金属废水,酸性废水,含氟废水等)。 
    4) 化学性能相当优越:由于聚乙烯的化学性能比其他高分子聚合物强,因此其微孔管的化学性能特别优越,耐各种无机酸(98%以上的浓硫酸除外)与有机酸,碱,盐及其他各种化学液体.70℃以下耐大部分有机溶剂。 
    5) 重量轻,再加工(车,铇,锯与焊等)容易;本体既有相当刚性,抗冲击,抗压等,机械性能又比较好,安装维修相当轻便。 
    2. 精密微孔过滤机的主要特色: 
    1) 内部安装结构比较简单,安装维修比较方便; 
    2) 大多数过滤机的底部均有能排除大体积,干滤饼的快开底盖,卸除滤饼时机械化程度比较高,不需人工繁重体力劳动,生产场地较清洁; 
    3) 过滤机为立式结构,占地面积相对较少; 
    4) 过滤机均为密闭结构,液体或气体不外逸,生产环境比较好; 
    5) 卸渣与微孔管再生时,不需装拆,只需开启阀门,卸渣与再生等辅助时间较少. 
    6) 易组装成自控或程序操作。
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