关键词] 盐水精制;WJ SL 型纤维过滤器;应用
[摘 要] 介绍了WJ SL 型纤维过滤器的特点与用途。并在盐水精制工艺中与戈尔膜型过滤器进行了比较,试验及比较结果证明:WJ SL 型纤维过滤器在盐水精制工艺中可代替戈尔膜型过滤器。
精制盐水的质量高低直接影响电解槽膜的使用寿命与产品成本,降低钙镁离子总含量,提高入槽盐水质量是氯碱企业的共识。盐水中钙、镁总含量包括离子与非离子两种状态,就目前工艺而言,通过澄清、过滤、离子交换树脂等技术处理,钙、镁不溶物去除得都不够理想。
经查阅有关资料,分析盐水精制工艺钙、镁等不溶物处理不彻底的原因:钙、镁离子形成微粒状态,使用的化学药剂与反应时间不同;成型颗粒除不净是过滤器精度不够。我们带着上述问题,就WJ SL型过滤器能否达到精制盐水要求的技术指标,解决盐水精制工艺中的难题,进行了试验。
1 WJ SL 150 型过滤器在盐水系统试验情况
(1) 从化盐桶斜板反应器末端取样,经WJ SL 过滤器进行过滤试验。共过滤盐水145 L ,滤后溶液始终澄清;用滴定法测定了Ca2 + 、Mg2 + 含量,过滤前后盐水中Ca2 + 、Mg2 + 含量如表1 。
(2) 从澄清桶上部取盐水,经WJ SL 型过滤器进行过滤试验。共过滤盐水30 L ,滤后溶液始终澄清;用滴定法测定Ca2 + 、Mg2 + 含量,过滤前后盐水中Ca2 + 、Mg2 + 含量如表2 。
我们对试验数据进行了分析,交流了看法,共同认为:WJ SL 型纤维过滤器适用于盐水精制工艺,适用各种浊度盐水精制并满足工艺技术要求,且质量稳定可靠;可取代砂滤器与微孔型过滤器( PE、碳素微孔管) ,能解决盐水精制工艺的不稳定性及过滤设备不完善的难题,达到二次精制盐水的技术要求;用WJ SL 型过滤器与戈尔膜过滤器达到同样的过滤效果,改造(扩建) 目前盐水设备较戈尔膜过滤器投资小、见效快、占地少、运行费用低,延长隔膜使用寿命;与戈尔膜过滤器相比,WJ SL 型过滤器过滤量大,需进一步在生产运行中考验。
2 WJ SL 型纤维过滤器的特点与用途
2. 1 WJ SL 型纤维过滤器的特点
WJ SL 型纤维过滤器是在分析总结过滤器的基础上,吸收英国Eeter 大学的液固分离技术,结合盐水精制工艺技术要求,成功地开发出新型纤维丝束过滤器,其特点是:
(1) 过滤精度高,除悬浮物可达99. 98 % ,出液浊度能控制在0 ,对悬浮物中超细粒子过滤非常有效,可滤除0. 2～0. 5 μm 以上的颗粒,不堵塞过滤器,并对细菌大分子、有机物等杂质有显著去除作用。反洗周期内,过滤量并不衰减。
(2) 过滤速度快,为传统过滤器的3～5 倍,滤层厚而阻力小(0. 01～0. 02 MPa) ,滤液流速可达50m3/ h以上。
(3) 截污容量大,为传统过滤器的2～4 倍。
(4) 占地面积小,制取同样的液体量,占地规模为传统过滤器的1/ 5～1/ 3 ,大大节约基建投资。(5) 过滤器按大、中、小粒度分层进行截留污垢,不需要更换丝束滤料,截污后可方便地反洗再生,恢复过滤性能快,且反洗液耗量少,约是设备体积的4～5 倍。
(6) 过滤材料细软、无毒无味,抗菌能力强,耐酸、碱化工原料的腐蚀,寿命达10 年以上。耐温98～105 ℃。
(7) 该过滤器结构简单轻便,操作维护方便,能自动地进行反洗与过滤。
(8) WJ SL 型过滤器已是系列产品, 规格从1m3/ (h·台) ～300 m3/ (h·台) 供用户选用。
2. 2 WJ SL 型纤维过滤器的应用范围
我们总结纤维过滤器的优缺点,把其优点集于WJ SL 型过滤器上,该过滤器技术性能先进可靠,已取代石英砂等颗粒状滤料的机械过滤器,亦可改造目前运行的各种规格型号的机械砂滤器及微孔型过滤器(包括PE、陶瓷、碳素微孔管型) ,与其它型号纤维丝束过滤器相比,过滤量都在原量基础上增加30 %～300 % ,可在各行各业应用:高精度盐水制备工艺;地下水除铁、除锰系统;循环水旁滤装置;污水深处理系统;工业给水系统;热网用水过滤系统;高纯水制备及化工化纤、电力、石油、自来水、造纸、印染、食品、饮料、胶片、洗印、游泳及生活用水等。
3 WJ SL 型与戈尔膜型过滤器工艺比较
3. 1 WJ SL 型过滤器盐水精制工艺流程
以亚星化学股份有限公司盐水精制为例,工艺流程如图1 。根据原盐中Ca2 + 、Mg2 + 的含量, 加Na2CO3 、NaOH 对溶盐水进行调配,用泵抽入化盐桶,盐靠重力向下沉降,温水上冲溶解,饱和盐水用液位高度,经斜板反应器加絮凝剂后流入澄清桶。对盐水初步澄清,去除大颗粒状杂质,减轻纤维丝束过滤器的负担,澄清桶的杂质去盐泥灌,经泵送板框压滤机排渣。从板框压滤机下来的盐水回澄清桶,澄清桶流出盐水经WJ SL 型过滤器去制碱。反洗WJ SL 型过滤器的污盐水,排入污液槽,经泵送入澄清桶,澄清盐水经WJ SL 型过滤器去制碱,滤渣与其泥浆一起送板框压滤机。经WJ SL 型过滤器的盐水质量很高,解决了老设备盐水制备工艺不稳及过滤装置不完善的难题。
3. 2 戈尔膜型过滤器盐水精制工艺
以滨化集团有限责任公司盐水精制为例,工艺流程如图2 。根据原盐和化盐水的成分,分批、分段、定时定量分别投入碱、氯、絮凝剂等化学药品。原盐和水进入化盐桶,饱和盐水流入缓冲桶,加入NaClO ,去除粗盐水中的有机物及菌藻类,经搅拌反应用泵送入盐水喷射器,加压缩空气,在溶入空气的盐水中加入少量三氯化铁絮凝剂,然后减压,溶解的空气形成微泡释放出来与颗粒细小的且半胶质的有机物及大部分氯化镁结合起来。浮在预处理器的液面上得以去除,该工艺可适应各种质量的原盐。盐泥沉降排入贮泥桶泵送压滤机。在分离镁离子后,向液体加入Na2CO3 经折流板流入反应桶,泵入戈尔膜过滤器除去钙离子,盐水去制碱,污渣自动排入盐泥桶,与浆泥一起送压滤机。这样,经3 次加入药剂两次反应,钙、镁、有机物分别处理才能满足戈尔膜过滤器的技术要求。为适应戈尔膜过滤器的过滤性能,必须调整为在盐水中先加氯,再除镁,后除钙的盐水精制工艺。
4 两种过滤器性能的比较
4. 1 戈尔膜型过滤器性能
(1) 戈尔膜过滤器属于表面过滤,利用膜微孔(孔径0. 2～0. 5 μm) 与薄滤饼进行高精度液体过滤。自动反洗排渣,一次净化,流程简单,操作方便。连续过滤无备台,适应性广。适应各种浊度液体,精制盐水质量高且稳定。
(2) 盐水温度变化对盐水质量影响不大。
(3) 对含镁、钙高的原盐也可进行盐水精制,高镁原盐价格低,可降低产品成本。
(4) 精制盐水质量高且稳定,使用电解槽膜寿命长,运行性能好,收到良好的经济效益。
(5) 戈尔膜工艺先加氯除有机物,再除Mg2 + 后滤Ca2 + ,由于Mg (OH) 2 胶状絮凝附着在膜上,使膜过滤能力降低。
(6) 有机物对戈尔膜过滤能力影响较大,必须加入NaClO 除去粗盐水及化盐水中的有机物, 。
(7) 助沉剂改用FeCl3 而不用丙烯酸钠,因丙烯酸钠附着在膜上,使过滤能力衰减快,且难洗掉。
(8) 戈尔膜使用一定时间后,为保持较高的过滤能力和较低的反洗压力,定期用酸碱化学清洗再生。
(9) 戈尔膜过滤器对离散物料固液分离较好,致命弱点是怕过滤粘稠状物质,经调整工艺流程,戈尔膜过滤器在盐水精制中得到应用。
(10) 戈尔膜过滤器投资高,占地面积少,自动化程度高,运行费用低,但与戈尔膜配套的设备如反应罐、预处理器等单体设备较多。
4. 2 WJ SL 型过滤器的性能
从亚星化学股份有限公司试验结果及在其它行业应用效果看,WJ SL 型过滤器的性能为:
(1) 过滤精度高,0. 2～0. 5μm 以上的微粒都能滤除,适用于各种原盐精制盐水,原盐质量及浊度改变不影响滤液精度,达到二次精制盐水的要求。
(2) 在原来工艺流程上调整改造,把砂滤器改成纤维丝束过滤器,适应高含量镁的原盐,可降低生产成本。
(3) 利用原有设备进行改造可达到预期效果。
(4) 设备投资是戈尔膜过滤器的1/ 2～2/ 3 ,可通过计算机控制进行自动反洗与过滤,操作简单,维护方便,滤料使用寿命长达10 年以上。
(5) 过滤量大,耗反洗液量少,为设备容积的4～5 倍,截污量大,反洗周期长,反洗再生时间短,反洗液可回收去精制盐水。
(6) WJ SL 型过滤器运用时需要2 台,1 用1 备。
(7) 适用各种浊度的粗盐水,但浊度大时,反洗周期短。为保证较长的反洗周期,减轻WJ SL 型过滤器的负担,有利于反洗的回收,保证药剂反应时间,须保留初沉装置—澄清桶,但体积可小些。
5 结论
(1) 戈尔膜与WJ SL 型过滤器,过滤精度都能满足盐水制备的技术要求,且精制盐水不受温度、原盐、水源质量及操作控制工艺不稳的影响。
(2) 两种过滤器虽然一种是表面过滤,一种是深层过滤,都属于高精度液固分离设备,都能滤除0. 2～0. 5μm 以上的微粒。
(3) 去除原盐的钙镁离子,都是用化学药品与絮凝剂、反应槽、澄清桶。只是药剂品种与反应澄清桶容积大小及方式有区别。
(4) 戈尔膜过滤盐水,需调整设备工艺,先加氯,再除镁,最后除钙,是采用三次加药,两次反应分离的措施;WJ SL 型过滤器,是二次加药,反应一次,分离用一台设备。
(5) 戈尔膜过滤器的致命弱点:能滤除但不能反洗附着在膜上的粘、胶状固体微粒,使膜过滤能力很快失效;WJ SL 型过滤器适用各种物料的过滤,且不堵塞,在反洗周期内过滤能力不衰减。
(6) 戈尔膜过滤器价格昂贵,寿命仅保1 年。WJ SL 型过滤器价格是戈尔膜过滤器的1/ 2～2/ 3 ,维护方便,寿命长达10 年以上。
(7) 两种过滤器都能通过计算机控制,实现自动过滤与反洗操作,戈尔型不需备台,WJ SL 型需要备台。
(8) 两种过滤器过滤量不足时,都需要酸碱化学清洗再生,清洗周期时间根据滤液浊度、过滤量情况而定。
(9) 两种过滤器都适用各种浊度的原盐水,浊度大的盐水,戈尔膜型自动反洗排污次数增多;WJ SL型反洗周期时间缩短,因此,必须设置澄清桶来保证药剂反应时间,回收反洗过滤器的污盐水,排出盐泥,除去较大杂质,减轻WJ SL 型过滤器的负担,延长反洗周期。
经分析比较可得:WJ SL 型纤维过滤器,在盐水制备工艺中可代替戈尔膜型过滤器。
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