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给排水工程师
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碳素烧结管过滤器有什么特点? 1 碳素管过滤器对离子膜电解的意义   二次精制系统的螯合树脂塔只能除掉盐水中的ca2 + 、mg2 + ,而不能去除ss。如果悬浮物进入螯合树脂系统将会堵塞树脂的微孔,大大地降低螯合树脂系统的性能。由于在二次精制过程中采用了碳素管过滤器,保证了螯合树脂能充分发挥应有的机能,其再生周期比不用碳素管过滤器延长了3~5 倍,减少了再生所用的离子膜碱和高纯盐酸,特别是杜绝了不纯物进入离子膜电解槽。   我厂采用的是杜邦公司ne966tx 全氟磺酸/羧酸复合膜,过量的ss 会在膜上沉淀为晶体,足以对复合膜造成不可挽回的物理性破坏。同时有机不纯物能引起膜的溶胀,进而造成槽压上升、电流效率下降。碳素管过滤器不仅可以除去一次精制盐水中的ss ,还可以防止螯合树脂的性能恶化,从而延长离子膜的使用寿命。 2  碳素管过滤器的概要及工作过程 2. 1  碳素管过滤器概要   1961 年德国schleicher &schnell 公司最早开发了碳素管式过滤器( tubular module) ,其卓越的效果使其可以应用于一切液体物料的过滤,并具有长周期高效率的运转性能和良好的耐腐蚀特点。过滤元件为碳素烧结管(圆筒状,外径120 mm、内径70mm、长500 mm) 。我厂的两台过滤器( s = 12 m2 、碳素管64 根/ 台、规格为φ 1 100 ×4 700) 容器以及部件采用的是钢衬低钙镁胶,一开、一备交替运行。 2. 2  碳素烧结管的性能   碳素烧结管是由纯碳加石油焦(主要成分为c)成型后的多孔碳素材料经烧结而成的。具有较好的耐腐化学性能,除不可用于强氧化剂外,在温度≤200 ℃的酸性、碱性溶液中均可使用。 2. 3  过滤助剂α- 纤维素及其使用 2. 3. 1  α- 纤维素   α- 纤维素是由精制棉水解制得,其分子式为:[c6h10o5 ] n ,其中n = 170~200 。我厂使用的是中国石化江汉油田分公司盐化工总厂生产的α- 纤维素,其粒度分布为: 粒度为250 、200 ~ 250 、150 ~200 、100~150 、50~100μm 的α- 纤维素所占的比例分别为30 %、17 %、26 %、26 %和1. 0 %。α- 纤维素的粒度分布与碳素管的滤孔尺寸(平均110μm) 有关。若纤维过细,容易堵塞毛细管,造成过滤阻力增大;纤维过粗,附着力不强,容易脱落,造成α- 纤维素用量增大,过滤效果也不佳。因此纤维素的颗粒要求较粗且均匀。 2. 3. 2  α- 纤维素的使用    α- 纤维素的使用是采取预涂层法及掺浆加料法。采用预涂层法是为防止碳素管微孔的堵塞,并提高过滤精度。过滤之前,先将过滤助剂α-纤维素(每次12 kg) 分散于盐水中,配制成预涂液,并在过滤槽中进行循环过滤。通过循环过滤,即可在碳素管表面形成厚度为2~3 mm 的预涂层。   掺浆加料法,即在一次精制盐水中预先加入助滤剂。所加的助滤剂在盐水中起晶核的作用,可促进盐水中溶解性碳酸钙呈结晶态析出,而且对微小的ss 起助凝作用,从而提高过滤精度。这种过滤方法可以迟缓过滤阻力,延长过滤周期,减少单位盐水所耗用的助滤剂量。 2. 4  碳素烧结管的工作过程   过滤时,盐水透过预涂层进入滤室,使残渣被截留在元件的外表面。使用一定时期后,当过滤速度下降、过滤压差大于0. 2 mpa 或者过滤盐水中ss含量较高时,运行周期达到48 h 就要切换一次过滤器,并使用纯水(原用清洁盐水) 及压缩空气(0. 45mpa) 反复清洗4 次。洗涤时,物料的流动方向与过滤时相反,洗涤液出滤室穿过过滤元件,去掉附在外表面的残渣。清洗后,将过滤器装满过滤盐水,备用。 3  碳素烧结管的过滤机理探讨   整个过滤过程属于滤饼过滤和深层过滤。首先是被过滤微粒与过滤介质之间的表面吸附和机械阻截,但其过滤过程主要限制在过滤介质的表层,而不是过滤介质的深层。随着表层过滤的逐渐进行,在表层毛细孔口就会形成孔口架桥,最后过滤作用从孔径口移至过滤介质表面之外进行,形成薄层滤饼过滤。 3. 1  滤饼过滤   过滤时,盐水透过预涂层进入滤室,使残渣被截留在烧结管的外表,形成滤饼。假设滤饼层中的固体颗粒是静止的,孔隙率及通过滤饼层的流体平均流速不变,可视为恒压过滤。即过程中过滤压力保持恒定,滤饼不断增厚,过滤阻力不断增大,过滤速度不断减小。 其恒压过滤过程基本方程式为: t =a1·v 2/2 s 2·δp+b1·v/s·δp。(1)   式中: v 为滤液的体积,m3 ; t 为过滤时间, s ;δp 为过滤压强差, pa ; s 为过滤面积,m2 ; a1 为与进料悬浮液性质有关的常数; b1 为滤布、滤液常数。   在各参数已知的情况下,滤液的体积和所需过滤时间的对应关系就由式(1) 确定了。 3. 2  深层过滤   深层过滤过程发生在过滤介质内部,过滤速度一般为5~15 m/ h。其过滤机理较复杂,是在重力沉降、扩散、水力效应等因素的联合作用下,将固体颗粒迁移至过滤介质孔隙表面,靠静电力或分子力来吸附(见图3) 。 4  游离氯对碳素管的影响 一次精制盐水中含游离氯(主要以次氯酸根形式存在) 偏高,游离氯会与碳素管中的碳发生化学反应,同时也与起粘结作用的石油焦发生化学反应,其反应式如下:c + 2clo - 2cl - + co2 ↑。(2)   该反应使碳素管的滤孔尺寸增大,少量的α-纤维素及s.s. 进入碳素管内部,造成微孔堵塞,使反洗不彻底,致使过滤阻力增大,严重时会造成碳素管破裂,这种情况在我厂及西南某氯碱厂都曾有发生。  [ ]查看更多
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简介
职业:兄弟科技股份有限公司 - 给排水工程师
学校:山东药品食品职业学院 - 化学制药工艺
地区:黑龙江省
个人简介:书籍是培植智慧的工具。查看更多
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