摘要:介绍了多孔陶瓷过滤器的过滤原理、主要结构、特点及在化工生产中的应用和注意事项。
关键词:多孔陶瓷过滤器;化工生产
固液分离是许多化工生产中不可缺少的一个环节。目前国内主要采用滤布、滤网和滤纸为过滤介质,虽然上述滤材种类较多、价格低,但存在微细杂质的穿漏现象和介质再生困难、不耐温和腐蚀、清洗麻烦等问题。随着我国化工业的迅速发展及与国际市场的接轨,对化工产品的品质要求越来越高。而使用多孔陶瓷过滤器则解决了上述问题。
1 多孔陶瓷过滤器的结构和过滤原理
1. 1 结构
多孔陶瓷过滤器的结构有多种形式,一般分为隔板式和排管式二种结构形式。见图1 、图2 。主要由多孔陶瓷管、椭圆形封头、圆柱形筒体和连接管路(隔板) 组成。
图1 隔板式陶瓷过滤器
1. 2 多孔陶瓷管
多孔陶瓷管是多孔陶瓷过滤器的核心组成部分,是一种以耐火原料为骨料,配以结合剂等经过高温烧结而制成的陶瓷过滤材料,其结构内部具有大量贯通的可控孔径的微细气孔。具有过滤阻力小、耐高温、抗酸碱腐蚀及有机溶剂、过滤精度高、机械强度高和易再生等特点。多孔陶瓷过滤元件的主要性能如表1 。
1. 3 过滤原理
由于多孔陶瓷管内部具有大量贯通的、分布均匀的、开口微细气孔。陶瓷过滤是一种集吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式。
当滤液流经多孔陶瓷时,滤液中悬浮微粒杂质在惯性冲撞、布朗运动扩散和陶瓷微孔截留的作用下,在微孔口的杂质颗粒很快形成孔口架桥结构,随后在陶瓷管表面形成滤饼层,随着过滤的进行,滤饼层逐渐变厚。过滤阻力也同比逐渐加大,当滤前、滤后压差达到预先设定的反吹自控压差时,反冲洗机构中的电机转动及各相应阀门启动,按程序开关运行。先用压缩空气反吹,将微孔过滤管外腔滤液排空,再用气水混合液反冲洗,使微滤管空隙和外层滤饼清除,经自动排污管排出,完成滤管再生。即完成一个过滤周期。当长时间运行,自动反吹效果降低,反吹后,滤前滤后压力仍接近预设反吹压差时,可停机将微孔管拆下,用化学清洗法,使其再生,见图3 。
2 多孔陶瓷过滤器的主要特点
(1) 过滤精度高,可适用于各种介质的精密过滤,最高过滤精度可以达到0. 1μm , 过滤效率>95 %。
(2) 耐酸、碱性好,可适用于强酸(如硫酸、盐酸等) 、强碱(如氢氧化钠等)介质和各种有机溶剂的过滤。
(3) 机械强度高,可适用于高压流体的过滤,最高工作压力可达16MPa。
(4) 热稳定性好,可适用于高温流体的过滤,最高工作温度可达800 ℃。
(5) 使用寿命长,根据不同的过滤介质,一般为6 个月～3 年。
(6) 操作方便,可持续运行,反吹间隙周期长,反吹时间短,便于自动化操作。
(7) 清洁状态好,多孔陶瓷本身无味,无毒,无异物脱落,可用于无菌介质过滤。过滤器可用高温蒸汽进行杀菌处理。
3 多孔陶瓷过滤器的选用
多孔陶瓷过滤器是一种高精度过滤装置,一般过滤精度分为0. 1 ,0. 5 ,1 ,5 ,10μm 五个等级,用户可根据需要精度选择相应过滤器型号。
过滤器外壳材质主要有碳钢、碳钢衬塑、搪瓷、不锈钢,15CrMo 钢,可根据不同过滤介质选择相应材质。
陶瓷过滤器过滤元件材质主要有刚玉质、石英质及硅藻土质,对于常压或低压流体过滤,可选用石英质过滤元件,否则应选用刚玉质过滤元件。对于酸性介质过滤,应选用石英质过滤元件,碱性介质可选用刚玉质过滤元件,介质温度小于200 ℃,可选用石英质过滤元件,否则应选用刚玉质过滤元件。硅藻土质过滤元件主要用于饮用水的过滤。
陶瓷过滤器在选用时,其选择流量应为实际流量的150 %左右。
4 应用领域
由于多孔陶瓷过滤器具有耐高温、耐有机溶剂和强酸碱腐蚀、易反洗再生、过滤精度高等特点,在化工生产中能充分发挥其特性,有着广泛的应用领域。
(1) 化工生产中,在高温情况下(为防止出现结晶等) 各种产品溶液过滤;各种有机溶剂的杂质过滤,以提高产品品质;
(2) 化学、化工行业中各种强酸、碱和酸、碱性液体的过滤,酒精回收等。如各种电解、电镀液处理,纯碱过滤、丙烯腈、胶粘过滤等;
(3) 在精细化工生产中,中间原料溶液、产品溶液的精密过滤,各种液体的活性炭过滤;
(4) 石油工业中,含油废水处理,柴油、汽油、航空煤油过滤、油蜡分离等。
(5) 制药行业中各种药水过滤,如青霉素,链霉素、针剂等过滤,蒸汽过滤,以及医药中间体的过滤;
(6) 化肥行业中碳酸丙烯酯的除硫过滤及醋酸铜氨液过滤。
(7) 饮料、食品、酿造行业中过滤除菌,电子、制药、光学透镜研磨用高纯水制备。
多孔陶瓷及多孔陶瓷过滤器是一种先进的新型精密技术,由于多孔陶瓷本身具有的优良特性,在化工生产中有着广泛的应用前景,能够解决目前过滤装置难以解决的过滤难题。
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