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1. 概述
廿世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的膜過(guò)濾技術(shù)是廿世紀(jì)最重要的發(fā)明之一,它能明顯地提高產(chǎn)品質(zhì)量,收率與勞動(dòng)生產(chǎn)率,能減少能耗、物耗與生產(chǎn)成本,能減少?gòu)U物與廢水排放,因而獲得愈來(lái)愈廣泛應(yīng)用。廿一世紀(jì)是膜過(guò)濾技術(shù)進(jìn)一步向深度與廣度發(fā)展的世紀(jì),對(duì)世界經(jīng)濟(jì)必將產(chǎn)生不可估量的影響。
膜過(guò)濾可分為均相膜過(guò)濾與非均相膜過(guò)濾兩種。反滲透、納濾與大部份超濾屬均相膜過(guò)濾,微孔膜與部份超濾屬非均相膜過(guò)濾。非均相膜過(guò)濾又可分為兩大分支,一是其過(guò)濾介質(zhì)為柔性薄膜,另一是其過(guò)濾介質(zhì)為剛性或亞剛性微孔管。柔性薄膜的厚度一般只有幾十微米,原料成本較少,制造難度相對(duì)較低,因此發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,但其抗拉強(qiáng)度較差,不能用簡(jiǎn)單的物理方法(即高壓氣體反吹法)卸除濾餅與高效再生,難以應(yīng)用到能形成較干濾餅的精密濾餅過(guò)濾,目前絕大部份微孔膜僅用于含固量很少的液體精密澄清過(guò)濾,只有很少部份用于無(wú)濾層的動(dòng)態(tài)增稠過(guò)濾。剛性或亞剛性的微孔管,其壁厚一般不小于 2 至 3 毫米,抗拉與抗壓強(qiáng)度相對(duì)較高,可用物理方法反吹排渣與再生,不僅可大規(guī)模用于含固量很少的液體精密澄清過(guò)濾,用于無(wú)濾層或薄層的動(dòng)態(tài)增稠過(guò)濾,還大量用于含固量多,能排出較干濾餅的液體精密濾餅過(guò)濾。
剛性或亞剛性微孔過(guò)濾管有金屬類(lèi)燒結(jié)微孔管,無(wú)機(jī)類(lèi)燒結(jié)微孔管與高分子類(lèi)燒結(jié)微孔管等三大類(lèi)。金屬類(lèi)與無(wú)機(jī)類(lèi)的誕生與工業(yè)上推廣應(yīng)用已有五十至六十多年;高分子類(lèi)的誕生只有三十多年,工業(yè)化應(yīng)用只有廿多年。從過(guò)濾精度,機(jī)械強(qiáng)度,再加工性能,抗堵塞性能,抗腐蝕性能,耐熱性能及價(jià)格等幾方面全面對(duì)比,三類(lèi)微孔過(guò)濾管各有優(yōu)劣。金屬類(lèi)耐熱性能與機(jī)械強(qiáng)度相當(dāng)理想,但價(jià)格與抗腐蝕性能是其劣勢(shì);無(wú)機(jī)類(lèi)的耐熱與抗腐蝕是優(yōu)勢(shì),但機(jī)械強(qiáng)度與再加工性能是其劣勢(shì);高分子類(lèi)的耐熱性能是其劣勢(shì),目前工業(yè)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的還不能超過(guò) 120 ℃,但由于加工較易,價(jià)格較低,機(jī)械性能不差,耐腐蝕性能非常突出,雖然開(kāi)發(fā)時(shí)間最短,自上世紀(jì)六十年代末在我國(guó)試制成功,技術(shù)上愈來(lái)愈趨成熟,應(yīng)用領(lǐng)域與應(yīng)用規(guī)模愈來(lái)愈大,目前在中國(guó),已超過(guò)金屬類(lèi)與無(wú)機(jī)類(lèi)。
為了提高過(guò)濾精度,為了能高效過(guò)濾更細(xì)小的微粒,又要減少過(guò)濾過(guò)程中的能耗,無(wú)論無(wú)機(jī)類(lèi)、金屬類(lèi)或高分子類(lèi),都在研制與開(kāi)發(fā)多層微孔管,這類(lèi)過(guò)濾管的表層的毛細(xì)孔徑很小,基層的毛細(xì)孔徑較大,基層與表層緊密粘結(jié),表層可承受高壓氣體反吹。多層無(wú)機(jī)類(lèi)的無(wú)機(jī)膜技術(shù)國(guó)外發(fā)展很快,國(guó)內(nèi)也廣泛進(jìn)行很有成效開(kāi)發(fā),金屬類(lèi)與高分子類(lèi)的多層微孔管的研制較晚,但進(jìn)展也很快,都已開(kāi)發(fā)出可在工業(yè)生產(chǎn)上成功應(yīng)用的產(chǎn)品。
作者從 1966 年初開(kāi)始在國(guó)內(nèi)從事高分子類(lèi)精密微孔過(guò)濾技術(shù)的研制,在多種高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾管及各種結(jié)構(gòu)過(guò)濾機(jī)研制成功的基礎(chǔ)上,對(duì)該技術(shù)的硬件與軟件進(jìn)行了連續(xù)三十七年的系統(tǒng)研制、開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用。限于篇幅,本文僅介紹該技術(shù)某些主要概況。
2. 高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)
2.1 高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)的型號(hào)與尺寸規(guī)格
高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)及其多種衍生物已開(kāi)發(fā)成功 8 種,目前廣泛推廣應(yīng)用的主要為微孔 PE 與微孔 PA 兩種。外形結(jié)構(gòu)有多種,主要有管形、平板形、平板復(fù)合形三大類(lèi)。
表一 高分子燒結(jié)微孔管尺寸規(guī)格
外徑 mm |
150 |
120 |
120 |
106 |
97 |
80 |
80 |
80 |
65 |
65 |
65 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
38 |
38 |
38 |
31 |
31 |
24 |
24 |
20 |
13 |
內(nèi)徑 mm |
116 |
100 |
80 |
86 |
72 |
44 |
34 |
50 |
55 |
44 |
34 |
34 |
30 |
26 |
20 |
15 |
26 |
20 |
15 |
20 |
15 |
15 |
8 |
14 |
8 |
長(zhǎng)度 mm |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
1000 1500 |
微孔 PE 和微孔 PA 的平板型與平板復(fù)合型的尺寸規(guī)格可根據(jù)微孔精密過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)需要專(zhuān)門(mén)進(jìn)行加工,目前最大直徑已做到 1200 毫米。
無(wú)論管形、平板形或平板復(fù)合形,均可制成不同的微孔孔徑。表二 高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)的毛細(xì)微孔孔徑型號(hào)
微孔 PE 、 PA 管 |
PE ~ 1 型 |
PE ~ 2 型 |
PE ~ 3 型 |
PEPA ~ 4 型 |
PEPA ~ 5 型 |
PEPA ~ 6 型 |
PEPA ~ 7 型 |
PEPA ~ 8 型 |
PEPA ~ 9 型 |
|||
A |
B |
A |
B |
A |
B |
|||||||
平均微孔孔徑 ( mm ) |
140 ~ 111 |
110 ~ 81 |
80 ~ 64 |
63 ~ 46 |
45 ~ 39 |
38 ~ 31 |
30 ~ 26 |
25 ~ 21 |
20 ~ 16 |
15 ~ 11 |
10 ~ 5 |
5 ~ 1 |
對(duì)超細(xì)微粒的過(guò)濾,已大量采用多層微孔過(guò)濾介質(zhì),其過(guò)濾精度由表層的微孔孔徑控制。目前表層的微孔孔徑最小為 0.3 微米。
2.2 高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)的主要特性
2.2.1 高分子燒結(jié)微孔過(guò)濾的過(guò)濾效率高
高分子微孔過(guò)濾的過(guò)濾精度相當(dāng)高,表三給出微孔 PE 管過(guò)濾幾種超細(xì)無(wú)機(jī)粉體的過(guò)濾效果的測(cè)定值,表四給出微孔 PA 過(guò)濾管過(guò)濾水中大腸桿菌的過(guò)濾效果測(cè)定值。由表三與表四可以看出,微孔 PE 與微孔 PA 過(guò)濾液體中微米與亞微米級(jí)的微粒等雜質(zhì)的過(guò)濾效率相當(dāng)高。不僅過(guò)濾液體微粒的效率高,過(guò)濾氣體中的微粒其過(guò)濾效率也非常高,表五給出微孔 PE 與微孔 PA 過(guò)濾管過(guò)濾空氣中塵埃的過(guò)濾效率測(cè)定值。
由表三、四、五所列數(shù)據(jù)可以看出,這種過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾效率很高,過(guò)濾精度也很高。大量試驗(yàn)與實(shí)踐表明,水溶液中 0.5 微米的微粒一次就可以 100% 濾住, 0.3 ~ 0.4 微米的微粒一次
過(guò)濾效率也可達(dá)到 90% 以上。只要微孔管的結(jié)構(gòu)與微孔管的毛細(xì)孔徑控制恰當(dāng),可以將 0.2 微米的微粒絕大部份濾住。
表三 微孔 PE 管過(guò)濾細(xì)微粒的過(guò)濾效果
被過(guò)濾微粒的名稱(chēng) |
微粒粒徑 |
液體 名稱(chēng) |
過(guò)濾 壓差 (MPa) |
微孔 PE 管壁厚 (mm) |
微孔 PE 管的平均毛細(xì)孔徑 ( μ m ) |
穿濾 情況 |
濾液 濁度 (NTU) |
備注 |
|
硅酸鋯 |
粒徑范圍 ≤ 0.1 μ m 0.1 ~ 0.2 0.2 ~ 0.3 0.3 ~ 0.4 0.4 ~ 0.5 0.5 ~ 1 1 ~ 3 3 ~ 6 |
比例 11% 10% 9% 6.2% 5.8% 21.2% 31.8% 5% |
無(wú)離子水 (不產(chǎn)生絮凝) |
0.02 |
5.5 |
10 ~ 15 |
微穿濾 |
8 |
濾液 微濁 |
5 ~ 10 |
不穿濾 |
≤ 3 |
濾液清徹透明 |
||||||
AL2O3 |
0.3 ~ 0.5 0.5 ~ 1 1 ~ 5 >5 |
30% 40% 20% 5% |
無(wú)離子水 (不產(chǎn)生絮凝) |
0.02 |
5.5 |
10 ~ 15 |
微穿濾 |
10 |
濾液 微濁 |
5 ~ 10 |
不穿濾 |
≤ 3 |
濾液清徹透明 |
||||||
絹云母 |
0.4 ~ 0.5 0.5 ~ 1 1 ~ 5 >5 |
10% 30% 40% 20% |
無(wú)離子水 (不產(chǎn)生絮凝) |
0.02 |
5.5 |
15 ~ 20 |
微穿濾 |
8 |
濾液 微濁 |
10 ~ 15 |
不穿濾 |
≤ 3 |
濾液清徹透明 |
||||||
超細(xì) CaCO3 |
原為 0.04 μ m ,在自來(lái)水中會(huì)絮凝為 0.3 ~ 0.5 μ m 。 |
自來(lái)水 |
0.02 |
5.5 |
15 ~ 20 |
微穿濾 |
8 |
濾液 微濁 |
|
10 ~ 15 |
不穿濾 |
≤ 3 |
濾液清徹透明 |
表四 微孔 PA 管過(guò)濾水中大腸桿菌過(guò)濾的效果
微孔管的平均毛細(xì)孔徑 (μ m ) |
微孔管壁厚 ( mm ) |
過(guò)濾濾速 ( m3/m2 · h ) |
過(guò)濾效果 |
||
濾前水中大腸桿菌個(gè)數(shù) (個(gè) / 毫升) |
濾后水中大腸桿菌個(gè)數(shù) (個(gè) / 毫升) |
去除 效率 ( % ) |
|||
6.55 |
15 |
0.5 |
3630000 |
28 |
99.99 |
8 |
15 |
0.5 |
4700 |
0 |
100 |
10.1 |
15 |
0.5 |
4100 |
0 |
100 |
10.22 |
15 |
0.5 |
3630000 |
3 |
99.99 |
10.8 |
15 |
0.5 |
6800 |
0 |
100 |
12.5 |
15 |
0.5 |
6800 |
0 |
100 |
12.7 |
15 |
0.5 |
4100 |
0 |
100 |
12.9 |
15 |
0.5 |
4100 |
0 |
100 |
13.05 |
15 |
0.5 |
2200 |
17 |
99.23 |
14.0 |
15 |
0.5 |
1950 |
0 |
100 |
14.7 |
15 |
0.5 |
5100 |
0 |
100 |
15.0 |
15 |
0.5 |
1950 |
0 |
100 |
15.0 |
15 |
0.5 |
470 |
0 |
100 |
17.38 |
15 |
0.5 |
2480 |
1 |
99.96 |
17.56 |
15 |
0.5 |
2470 |
11 |
99.55 |
18.13 |
15 |
0.5 |
2480 |
2 |
99.92 |
18.67 |
15 |
0.5 |
2470 |
1 |
99.96 |
19.88 |
15 |
0.5 |
2470 |
0 |
100 |
21.06 |
15 |
0.5 |
46000 |
54 |
99.88 |
22.44 |
15 |
0.5 |
46000 |
27 |
99.94 |
22.60 |
15 |
0.5 |
46000 |
32 |
99.93 |
22.82 |
15 |
0.5 |
46000 |
37 |
99.92 |
表五 高分子微孔管過(guò)濾壓縮空氣中塵埃的過(guò)濾效果
氣溫: 40 ℃
空氣濕度: 23 ~ 32%
進(jìn)氣壓力: 0.2MPa
每次測(cè)定時(shí)間: 維持 1 小時(shí)
空氣中塵埃濃度,每立方呎中最多: 16 萬(wàn)顆,最?。?/span> 600 顆 |
PE 管 15 ~ 20 |
5.5 |
1.74 |
106 |
100 |
100 |
100 |
3.42 |
192 |
99.78 |
99.69 |
99.69 |
|||
6.84 |
467 |
99.93 |
99.90 |
99.92 |
|||
8.58 |
550 |
99.99 |
99.98 |
99.68 |
|||
PE 管
20 ~ 25 |
5.5 |
1.74 |
61 |
99.97 |
99.98 |
100 |
|
3.42 |
124 |
99.07 |
99.34 |
99.33 |
|||
6.84 |
264 |
99.11 |
99.15 |
98.48 |
|||
8.58 |
419 |
99.97 |
99.94 |
99.39 |
|||
PE 管
20 ~ 25 |
9 |
1.38 |
77 |
100 |
100 |
100 |
|
2.82 |
166 |
99.94 |
99.92 |
99.38 |
|||
5.58 |
360 |
99.99 |
99.83 |
99.31 |
|||
6.96 |
479 |
99.95 |
99.91 |
99.14 |
|||
PA 管
15 ~ 20 |
9 |
1.38 |
124 |
100 |
100 |
100 |
|
2.82 |
264 |
99.99 |
99.99 |
100 |
|||
5.58 |
453 |
99.96 |
99.98 |
99.89 |
|||
6.98 |
575 |
99.97 |
99.95 |
99.86 |
|||
PA 管
20 ~ 25 |
9 |
1.38 |
28 |
100 |
100 |
100 |
|
2.82 |
81 |
99.89 |
99.90 |
99.84 |
|||
5.58 |
196 |
99.58 |
99.89 |
99.98 |
|||
6.96 |
261 |
99.96 |
99.94 |
89.85 |
2.2.2 高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)卸除濾餅很簡(jiǎn)便
高分子微孔過(guò)濾管由于具有一定剛性,在 0.6Mpa 內(nèi)壓作用下,過(guò)濾管基本不膨脹、不變形,又有一定的抗拉強(qiáng)度與較好的抗沖擊強(qiáng)度。這些較好的機(jī)械性能使高分子微孔管可以經(jīng)受 0.6MPa 的氣體從微孔管內(nèi)向管外進(jìn)行高速反吹而不破裂。
從過(guò)濾介質(zhì)表面卸除濾餅有多種方法,如自重落餅法、刮刀刮餅法、刮線刮餅法、推渣板推餅法、振動(dòng)法、液體反吹法及氣體反吹法等。諸多方法中只有氣體反吹法最簡(jiǎn)便,又不破壞濾餅的干度。傳統(tǒng)過(guò)濾機(jī)中如真空轉(zhuǎn)鼓式或轉(zhuǎn)盤(pán)式過(guò)濾機(jī)與某些管式濾布過(guò)濾機(jī)等已采用氣體反吹法卸渣,但由于濾布在氣體反吹時(shí)向外膨脹變形,一般只得采用很低壓力(小于 0.1MPa )的氣體,使濾布向外膨脹變形小。這方法僅用于卸除顆粒較粗又無(wú)粘性的濾餅;對(duì)又細(xì)又粘的濾餅,低壓氣體反吹無(wú)法使濾餅脫離過(guò)濾介質(zhì),必須采用壓力較高的氣體反吹,方可將濾餅向外膨脹變形,這時(shí)如果過(guò)濾介質(zhì)仍是濾布,濾布在高壓反吹下也同時(shí)向外顯著膨脹變形,濾餅與濾布向外同步膨脹變形,導(dǎo)致兩者仍粘連在一起,濾餅從濾布上仍難以脫離。因此,對(duì)粘細(xì)濾餅,如用濾布或其他柔性過(guò)濾介質(zhì),較高壓力的氣體反吹法無(wú)法卸濾餅。
剛性的高分子微孔過(guò)濾管與其他剛性微孔管一樣,只要直徑與壁厚恰當(dāng),在較高壓力的壓縮氣體反吹下,不膨脹變形,不破裂,因此就適用于粘細(xì)濾餅的反吹卸除。一般采用容易得到的 0.6Mpa 的壓縮空氣,在 1 至 2 秒時(shí)間,將該空氣壓送至所有高分子微孔管的管內(nèi),壓縮氣體通過(guò)微孔管壁的毛細(xì)孔,從管內(nèi)向管外絕熱膨脹,形成聲速或超聲速的高速氣流沖向管外,將粘附在微孔管外表面上有一定厚度的干濾餅迅速推開(kāi),使之自重脫落。除非濾餅與微孔管外壁的粘附性非常大(如動(dòng)植物蛋白質(zhì)類(lèi)等膠狀物),一般較粘的濾餅采用本方法均可快速有效地卸除。(對(duì)粘性很大的濾餅,可采用助濾劑的預(yù)涂法于以解決)。
2.2.3 高分子微孔介質(zhì)的化學(xué)性能極為優(yōu)異
目前廣泛推廣的高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)以超高分子聚乙烯為主體原料,其化學(xué)性能極為優(yōu)異,除 95% 以上的濃硫酸之外,可耐任何無(wú)機(jī)酸與有機(jī)酸,耐任何濃度的各種堿與鹽; 80 ℃以下耐任何有機(jī)溶劑,即使某些溶劑 80 ℃以上使微孔管有少許溶脹,但仍保持剛性形狀,不影響正常操作;在任何化學(xué)溶液中,無(wú)化學(xué)物質(zhì)或微粒脫落。這一系列優(yōu)異化學(xué)性能使高分子微孔管在工業(yè)生產(chǎn)上有廣泛用途。
2.2.4 再生簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)
任何過(guò)濾介質(zhì)的使用壽命取決于使用中的四方面損傷程度,一為機(jī)械損傷,二為化學(xué)損傷,三為熱損傷,四是不可逆的堵塞損傷。
高分子微孔管的機(jī)械性能雖比金屬類(lèi)差,但一般比無(wú)機(jī)類(lèi)強(qiáng),尤其抗拉抗沖擊性能與抗壓強(qiáng)度相當(dāng)好,使用中通常不易產(chǎn)生機(jī)械損傷;其耐腐蝕性能更理想,因腐蝕損壞而無(wú)法使用的事例很少;雖然耐溫不高(微孔 PE 不超過(guò) 80 ℃,微孔 PA 不超過(guò) 110 ℃)如在耐溫的區(qū)域內(nèi)使用,就不會(huì)發(fā)生熱損壞。對(duì)高分子微孔管,決定使用壽命的主要原因是堵塞。
堵塞是任何過(guò)濾過(guò)程的固有本性。堵塞現(xiàn)象可分為表面堵塞、表層堵塞與深層堵塞三種。采用壓縮氣體反吹法,就可將表面與表層堵塞微粒向毛細(xì)孔外排出,將深層堵塞的微粒向表層或表面推移。利用壓縮氣體快速反吹法卸濾餅時(shí),也同步進(jìn)行快速反吹再生。
再生效率決定了高分子微孔管的使用壽命,為了使微孔管的快速再生的效率更高,反吹卸除干濾餅后,往微孔管內(nèi)加一些水,使其毛細(xì)孔為水充滿(mǎn),然后再進(jìn)行壓縮空氣快速反吹,高動(dòng)能的氣水混合流體可將少量仍堵在表層與表面的微粒進(jìn)行強(qiáng)制排除。這種氣水混合流體的高速反吹法的再生效率非常高,一般可達(dá) 95% ,有的可超過(guò) 98% 。只要每次再生效率達(dá)到 95% ,高分子微孔管就可連續(xù)使用 200 次至 300 次。
由于操作原因,或由于物料原因,如單用氣水混合流反吹已無(wú)法恢復(fù)到正常濾速,或者氣水反吹次數(shù)達(dá)到 200 至 300 次后,微孔過(guò)濾管已無(wú)法繼續(xù)使用,對(duì)此類(lèi)微孔過(guò)濾管可采用化學(xué)再生。高分子微孔過(guò)濾管由于化學(xué)性能特別優(yōu)越,化學(xué)再生很方便。
化學(xué)再生就是將已堵塞的微孔管用酸、堿或其他化學(xué)液體進(jìn)行靜止浸泡或動(dòng)態(tài)循環(huán),使堵塞微粒完全溶解,或降解,或減弱微粒與過(guò)濾介質(zhì)接觸界面的分子間結(jié)合力。不管哪種機(jī)理,化學(xué)再生的效率都大于 98% 至 99% ,可獲得比較完全再生。化學(xué)再生畢竟比較麻煩,不宜頻繁使用,只能幾星期或幾個(gè)月使用一次?;瘜W(xué)再生裝置應(yīng)與微孔過(guò)濾機(jī)一起設(shè)計(jì),一起安裝,使化學(xué)再生能密閉操作,不需人工繁重勞動(dòng)。
由于可用簡(jiǎn)便的氣水混合流快速反吹再生,也可用簡(jiǎn)易密閉的化學(xué)再生,高分子微孔管的抗堵塞性能相當(dāng)理想,使用壽命很長(zhǎng),一般可用一年至三年,有的超過(guò)五年。
2.2.5 高分子微孔過(guò)濾管的機(jī)械性能較好
微孔過(guò)濾管必須具有較好抗拉、抗壓、抗沖擊的強(qiáng)度與一定的彈性模量,否則 易發(fā)生反吹破裂,正壓壓偏與安裝時(shí)斷裂等弊病。
高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的抗拉、抗壓、抗沖及彈性模量等機(jī)械性能參數(shù)與該高分子原料的性能有關(guān),也與微孔介質(zhì)的孔隙率有關(guān)。作者通過(guò)系統(tǒng)的研究,得出如下微孔 PE 介質(zhì)的有關(guān)機(jī)械性能參數(shù)的關(guān)系式:
( 1 )
( 2 )
( 3 )
( 4 )
2.2.6 高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的比重輕,再加工容易,安裝與維護(hù)較輕便。
與金屬類(lèi)及無(wú)機(jī)類(lèi)微孔過(guò)濾介質(zhì)相比,高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的比重小于 1 或接近 1 ,重量輕。另外,高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)可以很容易進(jìn)行刨、鋸、車(chē)、焊等再加工,安裝與維修較輕松方便。
2.2.7 高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的價(jià)格相對(duì)較便宜
與金屬類(lèi)及無(wú)機(jī)類(lèi)微孔過(guò)濾介質(zhì)相比,目前廣泛推廣的微孔 PE 與微孔 PA 兩種介質(zhì)的原料價(jià)格不高,加工工藝比較簡(jiǎn)單,價(jià)格相對(duì)較便宜。
高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾精度與過(guò)濾效率較高,卸干濾餅與再生既簡(jiǎn)便,耐化學(xué)性能非常優(yōu)異,使用壽命長(zhǎng),與現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)使用的各類(lèi)過(guò)濾介質(zhì)相比較,高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的性能價(jià)格比相當(dāng)高。
3. 精密微孔過(guò)濾機(jī)
精密微孔過(guò)濾機(jī)的特性:
高分子精密微孔過(guò)濾機(jī)的特性主要由高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的固有特性表現(xiàn)出來(lái),如高過(guò)濾效率,簡(jiǎn)便的壓縮氣體反吹法排濾餅,高效又簡(jiǎn)易的氣水反吹法再生,優(yōu)異的化學(xué)性能及較好的機(jī)械性能等等。但應(yīng)用這種過(guò)濾介質(zhì)的精密微孔過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)極為重要,結(jié)構(gòu)先進(jìn),就確保高分子微孔過(guò)濾介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)充份展現(xiàn)出來(lái),反之,會(huì)減弱,扭曲甚至完全破壞過(guò)濾介質(zhì)的特色。
目前的結(jié)構(gòu)已具備如下特色:
① 精密微孔過(guò)濾機(jī)的機(jī)體均為立式結(jié)構(gòu),單位體積的過(guò)濾機(jī)體內(nèi)所具有的過(guò)濾面積與單位占地面積所具有的過(guò)濾面積等值均相當(dāng)高;
② 可得到較干濾餅精密微孔過(guò)濾機(jī)的底部均有氣缸驅(qū)動(dòng)的大排渣底蓋,每次可較方便地排除大體積的較干濾餅;
③ 所有各種型號(hào)的精密微孔過(guò)濾機(jī)均可組裝成程序控制,可半自動(dòng)或全自動(dòng)操作;
④ 各種型號(hào)的微孔過(guò)濾機(jī)內(nèi)部的機(jī)械部件很少,甚至只有微孔過(guò)濾介質(zhì),與物料接觸的機(jī)體內(nèi)部材質(zhì)可用各種不銹鋼、合金鋼,也可內(nèi)襯 5 毫米以上的塑料層或橡膠層,大排渣底蓋也可內(nèi)襯塑料層或橡膠層,因此,可長(zhǎng)時(shí)間用于有化學(xué)腐蝕性的物料過(guò)濾;
⑤ 除了過(guò)濾機(jī)內(nèi)部有攪拌裝置,其他各種型號(hào)的過(guò)濾機(jī)內(nèi)部均無(wú)傳動(dòng)部件,過(guò)濾時(shí)靜止操作,安裝要求低,安裝與維修較方便;
⑥ 精密微孔過(guò)濾機(jī)的殼體可以外加夾套,使之能恒溫過(guò)濾;
⑦ 精密微孔過(guò)濾機(jī)一般為低壓差( 0.01 ~ 0.2MPa )過(guò)濾,動(dòng)力消耗較?。?/span>
⑧ 全部為密閉過(guò)濾,過(guò)濾時(shí)物料不泄漏,氣味不外逸。
4. 高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)的主要計(jì)算
高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)的硬件與軟件日趨成熟,在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)的推廣應(yīng)用中,多數(shù)不需作中試放大試驗(yàn)。只要作嚴(yán)格的系統(tǒng)小試驗(yàn)與嚴(yán)密的計(jì)算,就可直接進(jìn)行工程放大設(shè)計(jì)。
4.1 所需的燒結(jié)微孔過(guò)濾介質(zhì)的平均毛細(xì)孔徑 dm 的計(jì)算:
剛性燒結(jié)微孔過(guò)濾管的過(guò)濾機(jī)理比柔性微孔膜的機(jī)理復(fù)雜。柔性微孔膜主要依靠膜表面的機(jī)械篩濾,膜厚度很薄,深層的作用微不足道;剛性燒結(jié)微孔管由于有一定的壁厚,毛細(xì)孔道的深層也可起明顯的過(guò)濾作用。利用孔道壁的吸附與微粒架橋等機(jī)理以及彎曲毛細(xì)孔道的障礙截阻等作用,大毛細(xì)孔徑微孔介質(zhì)可以過(guò)濾住比其毛細(xì)孔徑小得多的微粒,微孔管表面的機(jī)械篩濾僅起次要作用。
對(duì)于小于 10 微米的微粒,所需的過(guò)濾介質(zhì)的平均毛細(xì)孔徑 dm 與被過(guò)濾微粒的最小粒徑 ds ,微孔過(guò)濾介質(zhì)的平均孔隙率ε,壁厚△ L ,濾液粘度μ以及平均濾速 u 之間存在如下關(guān)系式:
( 5 )
4.2 液體精密濾餅過(guò)濾的主要計(jì)算:
4.2.1 液體精密濾餅過(guò)濾中濾餅平均比阻α與過(guò)濾壓差△ P 之間的相互關(guān)系:
對(duì)所有的濾餅過(guò)濾,必須測(cè)定不同壓差 △ P 下的平均比阻α,然后歸納出α與△ P 之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,有兩個(gè)數(shù)學(xué)模型可供使用,即:
( 6 )
( 7 )
國(guó)內(nèi)外普遍采用式( 6 )計(jì)算。作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐發(fā)現(xiàn),對(duì)于 10 微米以下,尤其 5 微米以下的微米與亞微米級(jí)微粒組成的濾餅,式( 7 )較式( 6 )正確些。這可能由于固體微粒很細(xì),濾餅層的毛細(xì)孔徑很小,毛細(xì)力較大;再由于過(guò)濾壓差對(duì)濾餅的擠壓作用與濾液在毛細(xì)孔內(nèi)的流動(dòng)導(dǎo)致細(xì)顆粒往前位移等作用,使得整個(gè)濾餅層的前后毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)。由于這兩原因毛細(xì)力會(huì)產(chǎn)生較大的濾液流動(dòng)阻力,故式( 7 )更接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
在國(guó)內(nèi)外的各種書(shū)籍與文章中,采用式( 7 )的很少,這方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)難得一見(jiàn)。
作者在幾十年的實(shí)踐中,測(cè)定了大量細(xì)顆粒濾餅的平均比阻 α與△ P 之間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算出每一物料的α 0 、λ與 s 等系數(shù),表六給出部份細(xì)顆粒濾餅的α與△ P 的關(guān)系式。
表六的數(shù)據(jù)有局限性,一是壓差范圍不大,一般只在 0.05 ~ 0.3MPa 之間,并沒(méi)有將壓差區(qū)間擴(kuò)大到 0.4MPa 以上;二是所測(cè)的物料均是某些企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直接取得,不一定是很純的物料。如果壓力范圍不同,物料濃度與物料性狀不同,α與△ P 的關(guān)系式也會(huì)變化,因此表六僅供參考,不一定能被無(wú)條件使用。
表六 某些物料的平均比阻α與過(guò)濾壓差△ P 之間的關(guān)系式
序號(hào) |
料液名稱(chēng) |
被過(guò)濾固體名稱(chēng) |
濾餅平均比阻α與過(guò)濾壓差△ P 之間關(guān)系式 |
1 |
青霉素發(fā)酵液(球狀菌) |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =2.97 × 1014+3.31 × 10-2 ×△ P3.49 |
2 |
表霉素發(fā)酵液(絲狀菌) |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =1.39 × 1014+2.7 × 10-1 ×△ P4.86 |
3 |
四環(huán)素發(fā)酵液 |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =0.95 × 1015+2.04 × 104 ×△ P2.41 |
4 |
紅霉素發(fā)酵液 |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =1.17 × 1015+1.38 × 1014 ×△ P2.57 |
5 |
井崗霉素發(fā)酵液 |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =1.53 × 1015+9.38 × 103 ×△ P2.47 |
6 |
桿菌肽發(fā)酵液 |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?、珍珠巖 |
α =9.38 × 1015+2.84 ×△ P3.58 |
7 |
檸檬酸發(fā)酵液 |
菌絲、培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α = -1.46 × 1015+1.66 × 1013 ×△ P0.544 |
8 |
肌苷發(fā)酵液 |
菌絲,培養(yǎng)基殘?jiān)?、珍珠巖 |
α =4.9 × 1015+36862 ×△ P2.44 |
9 |
味精發(fā)酵液 |
菌絲,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =1.752 × 1014+8.87 × 108 ×△ P1.44 |
10 |
絲裂霉素發(fā)酵液 |
菌絲,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =2.67 × 1014+4.54 × 107 ×△ P1.69 |
11 |
酵母發(fā)酵液 |
酵母菌菌絲培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =7.13 × 1013+2.28 × 10-5 ×△ P4.64 |
12 |
安乃近脫色液 |
粉末活性炭 |
α =-2.4 × 1013+3.4 × 1011 ×△ P0.622 |
13 |
味精脫色液 |
粉末活性炭 |
α =6 × 1014+6.18 × 108 ×△ P1.13 |
14 |
肌苷脫色液 |
粉末活性炭 |
α =2.57 × 1013+1.22 × 108 ×△ P1.46 |
15 |
對(duì)苯二酚脫色液 |
粉末活性炭 |
α =2.05 × 1014-1.92 × 10-25 ×△ P9.7 |
16 |
利福平結(jié)晶液 |
細(xì)結(jié)晶體 |
α =7.84 × 1013-3.95 × 1020 ×△ P-2.23 |
17 |
硫酸鋇沉淀液 |
硫酸鋇 |
α =1 × 1015+5.01 × 108 ×△ P1.65 |
18 |
含五氧化二釩料液 |
五氧化二釩 |
α =5.97 × 1012-2.69 × 1024 ×△ P-3.28 |
19 |
含硫酸鋁料液 |
硫酸鋁 |
α =9.72 × 1013+5.25 × 10-15 ×△ P6.28 |
20 |
鉻酸鉛沉淀物 |
鉻酸鉛 |
α =2.08 × 1013+5.36 × 105 ×△ P1.93 |
21 |
堿式碳酸銅沉淀液 |
堿式炭酸銅 |
α =1.4 × 1014+1.63 × 10-20 ×△ P9.1 |
22 |
堿式碳酸鐵沉淀液 |
堿式碳酸鐵 |
α =-1.55 × 1014+2.9 × 1012 ×△ P0.54 |
23 |
含硫化鋇料液 |
硫化鋇 |
α =1.59 × 1013+1.41 × 10-7 ×△ P5.4 |
24 |
含硫化鋅料液 |
硫化鋅 |
α =6.34 × 1014-3.8 × 1016 ×△ P-0.46 |
25 |
含硫化鎘料液 |
硫化鎘 |
α =5.25 × 1014+7.15 × 1010 ×△ P1.01 |
26 |
含鉻廢水 |
Cr(OH)3 |
α =8.33 × 1014+20091 ×△ P2.4 |
27 |
含鋅廢水 |
Zn(OH)2 |
α =1.32 × 1015+1026 ×△ P-2.92 |
28 |
含鉛廢水 |
Pb(OH)2 |
α =1.39 × 1014+4.53 × 108 ×△ P1.38 |
29 |
含鎘廢水 |
Cd(OH)2 |
α =1.27 × 1016+1.19 × 10-4 ×△ P4.74 |
30 |
含銅廢水 |
Cu(OH)2 |
α =2.47 × 1014+6.19 × 10-2 ×△ P6.66 |
31 |
含鎳廢水 |
Ni(OH)2 |
α =-1.7 × 1013+6.29 × 1010 ×△ P0.943 |
32 |
含氫氧化鐵廢水 |
Fe(OH)3 |
α =1.177 × 1015+3.62 ×△ P3.59 |
33 |
含鋅、鐵廢水 |
Zn(OH)2 Fe(OH)3 |
α =-2.51 × 1015+1.43 × 1014 ×△ P0.636 |
34 |
含銅、鋅廢水 |
Cu(OH)2 Fe(OH)3 |
α =1.58 × 1014+9.12 × 102 ×△ P2.56 |
35 |
含炭黑與石腦油廢水 |
碳黑 |
α =5.14 × 1014+5.8 × 106 ×△ P1.77 |
36 |
造紙廢水(白水) |
紙纖維 滑石粉 |
α =4.46 × 1013+9.7 × 107 ×△ P1.54 |
37 |
含炭黑的煙道氣洗滌廢水 |
碳黑 煙塵 |
α =1.61 × 1016-1.63 × 1024 ×△ P2.33 |
38 |
制革含鉻廢水 |
Cr(OH)3 ,含油污物 |
α =1.78 × 1015+2.62 × 105 ×△ P2.52 |
39 |
電泳漆廢水 |
絮狀電泳漆沉淀物 |
α =1.18 × 1014+4.94 × 109 ×△ P1.25 |
40 |
含鈦白粉廢水 |
鈦白粉 |
α =1.5 × 1015-7.89 × 1013 ×△ P0.37 |
41 |
含細(xì)陶瓷粉廢水 |
細(xì)陶瓷粉 |
α =-6.19 × 1014+4.52 × 1013 ×△ P0.39 |
42 |
煤礦礦井廢水 |
細(xì)煤粉、泥土、腐植酸等 |
α =7.07 × 1013+2.85 × 107 ×△ P1.85 |
43 |
玉米酒糟廢水 |
菌絲體,培養(yǎng)基殘?jiān)?/span> |
α =1.1 × 1015+2.96 × 108 ×△ P1.48 |
44 |
含聚苯乙烯洗釜廢水 |
聚苯乙烯細(xì)粉 |
α =2.41 × 1013+7.04 × 10-7 ×△ P5.13 |
45 |
含氟廢水 |
CaF2 |
α =2.6 × 1015-5.36 × 1024 ×△ P-2.6 |
46 |
氫氧化鋯反應(yīng)沉淀液 |
氫氧化鋯 |
α =1.85 × 1014+1.04 × 108 ×△ P1.88 |
47 |
鋯酸鈉反應(yīng)沉淀液 |
鋯酸鈉 |
α =2 × 1015-1.66 × 1027 ×△ P-3.86 |
48 |
氧氯化鋯反應(yīng)沉淀液 |
氧氯化鋯 |
α =-8.58 × 1014+2.014 × 1014 ×△ P-0.246 |
49 |
硫酸鋯反應(yīng)沉淀液 |
硫酸鋯 |
α =-2.24 × 1014+1.08 × 1013 ×△ P0.484 |
50 |
硫酸鉛沉淀液 |
硫酸鉛 |
α =9.59 × 109+3.63 × 108 ×△ P1.01 |
51 |
硫酸錳沉淀液 |
硫酸錳 |
α =1.73 × 1013+4.16 × 108 ×△ P1.2 |
52 |
含四氧化三鉛料液 |
四氧化三鉛 |
α =8.19 × 1016+1.017 × 10-75 ×△ P24.15 |
53 |
含超細(xì)輕質(zhì) CaCO3 水懸浮液 |
超細(xì)輕質(zhì) CaCO3 |
α =1.86 × 1014-3.63 × 1023 ×△ P-3.3 |
54 |
含高嶺土水懸浮液 |
高岑土 |
α =4.02 × 1014-4.92 × 1027 ×△ P-3.26 |
55 |
含娟云母水懸浮液 |
娟云母 |
α =1.82 × 1014-2.65 × 1038 ×△ P5.77 |
56 |
含超細(xì)碳化硅水懸浮液 |
超細(xì)碳化硅 |
α =4.51 × 1014+9.29 × 10-27 ×△ P9.3 |
57 |
含超細(xì)磁性氧化鐵水懸浮液 |
Fe3O4 |
α =-8.27 × 1014+1.51 × 1013 ×△ P0.52 |
4.4.2 最佳過(guò)濾壓差△ P 佳:
對(duì)絕大多數(shù)含細(xì)微粒的物料,都存在可達(dá)到最大生產(chǎn)能力的最佳過(guò)濾壓差 △ P 佳,該壓差可按下式計(jì)算:
( 8 )
或 ( 8` )
由微米與亞微米微粒組成的物料,其濾餅過(guò)濾的過(guò)濾介質(zhì)的毛細(xì)孔徑均比較小,因而過(guò)濾介質(zhì)的阻力 Rm 均較大;由于微粒細(xì),所形成的濾餅的平均比阻較大,其濾餅厚度△ L 不可能大;于是 Rm/ △ L 這一項(xiàng)與α相比往往不可忽視,否則會(huì)影響計(jì)算的正確性。
由式( 8 )或( 8` )可知,△ P 佳隨△ L 變化,為了真正取得最大生產(chǎn)能力,操作壓差應(yīng)△ L 增加不斷調(diào)整。
4.2.3 所需過(guò)濾面積 F 的計(jì)算:
可按下式:
( 9 )
4.2.4 濾餅層的平均厚度△ L 的計(jì)算:
( 10 )
4.3 液體精密澄清過(guò)濾的主要計(jì)算:
液體精密澄清過(guò)濾是指在過(guò)濾介質(zhì)表面基本不形成濾餅,或只形成極薄濾餅的過(guò)濾。這類(lèi)過(guò)濾屬深層過(guò)濾或表層過(guò)濾。無(wú)法測(cè)定濾餅比阻,更不能用濾餅過(guò)濾方法計(jì)算。
對(duì)有一定壁厚的剛性燒結(jié)微孔過(guò)濾管,在過(guò)濾操作中,為了使氣水混合流的反吹再生效率高,應(yīng)控制使其堵塞基本發(fā)生在表層,而不是基本發(fā)生在深層。表層過(guò)濾,過(guò)濾介質(zhì)使用壽命長(zhǎng),化學(xué)再生的使用頻率少。
對(duì)表層過(guò)濾,其每個(gè)周期內(nèi)的平均濾速 W 與過(guò)濾時(shí)間 t 符合如下關(guān)系式:
( 11 )
5. 高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用
高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)是一種高效、長(zhǎng)效與低成本的新型過(guò)濾技術(shù),但在各種工業(yè)生產(chǎn)上某一工程應(yīng)用能否成功,能否充份展現(xiàn)出該技術(shù)的固有先進(jìn)性,完全取決于精密微孔過(guò)濾技術(shù)的硬件與軟件的設(shè)計(jì)、制造、使用與管理等一系列環(huán)節(jié)中的人為因素。
精密微孔過(guò)濾機(jī)的設(shè)計(jì)人員必須充份了解具體生產(chǎn)工藝對(duì)其所選用的過(guò)濾機(jī)的詳細(xì)技術(shù)要求和過(guò)濾機(jī)的上游裝置與下游裝置對(duì)過(guò)濾機(jī)的區(qū)配要求;對(duì)被過(guò)濾物料的過(guò)濾特性參數(shù)應(yīng)作認(rèn)真與系統(tǒng)的測(cè)試與計(jì)算;對(duì)微孔過(guò)濾管的型號(hào)與規(guī)格,精密微孔過(guò)濾機(jī)的型號(hào)與規(guī)格,輔助裝置的型號(hào)與規(guī)格及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工程設(shè)備布置等均應(yīng)進(jìn)行正確計(jì)算與嚴(yán)密設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)要求指導(dǎo)高分子微孔過(guò)濾管與精密微孔過(guò)濾機(jī)的制造與輔助裝置的制造及采購(gòu),按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝與驗(yàn)收。按設(shè)計(jì)要求制訂正確的應(yīng)用該精密微孔過(guò)濾機(jī)的管理規(guī)程,操作規(guī)程與維修規(guī)程。大量實(shí)踐與許多經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)事例證明,上述一系列系統(tǒng)工程的工作,凡是環(huán)環(huán)緊扣,處處認(rèn)真仔細(xì),最終都可使其在生產(chǎn)上能長(zhǎng)期成功運(yùn)行,為用戶(hù)創(chuàng)造顯著經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益;如果有一至幾個(gè)環(huán)節(jié)馬虎敷衍,輕則造成整套裝置“病態(tài)運(yùn)行”,重則全盤(pán)失敗。預(yù)先不做實(shí)驗(yàn),不嚴(yán)格計(jì)算與設(shè)計(jì),輕而易舉用得成功的實(shí)例也有,但多數(shù)是一些過(guò)濾難度不大,要求不高或應(yīng)用規(guī)模較小的場(chǎng)合。凡是難度高,處理規(guī)模大的難濾物料的精密微孔過(guò)濾項(xiàng)目,必須嚴(yán)格按上述程序執(zhí)行。
經(jīng)過(guò)三十多年的研究,開(kāi)發(fā)與廣泛推廣,高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)已獲得普遍應(yīng)用。成功應(yīng)用的產(chǎn)品種類(lèi)難以統(tǒng)計(jì)。本文僅羅列一些主要應(yīng)用項(xiàng)目。
① 多種脫色液的粉末活性炭的精密過(guò)濾:已用于咖啡因、多種氨基酸、葡萄糖、果糖、木糖醇、多種維生素、味精、肌苷、檸檬酸、依康酸、 J 酸、植酸、乳酸等。
② 發(fā)酵液的精密過(guò)濾,發(fā)酵液初過(guò)濾液再除蛋白等雜質(zhì)的精密復(fù)濾,酶反應(yīng)液的精密過(guò)濾:已大規(guī)模用于鹽霉素發(fā)酵液、柔紅霉素發(fā)酵液、葡萄糖酸鈣發(fā)酵淮、阿維菌素發(fā)酵液初過(guò)濾液、丙烯酰胺酶反應(yīng)液、低聚糖酶反應(yīng)液、苯丙胺酸酶反應(yīng)液等;
③ 固體催化劑的精密過(guò)濾:已用于鈀炭催化劑、銅鎳催化劑、二氧化錳催化劑、多種石化催化劑、多種化肥催化劑及其他多種超細(xì)催化劑等;
④ 超細(xì)粉體精密過(guò)濾:已用于硫酸鋇、硫化鋇、鈦酸鋇、硫化鋅、硫化鐵、氫氧化鉭、氫氧化鈮、氫氧化鋯、氫氧化鐵、氫氧化鋁、超細(xì)硅膠、超細(xì)鋅粉、超細(xì)硫酸鈣、超細(xì)二氧化鈦等;
⑤ 天然藥汁的精密過(guò)濾:已用于銀杏提取液、甜菊糖提取液、大蒜素提取液、紫杉醇提取液、海蛇提取液、螞蟻提取液、黃芪提取液、復(fù)方感冒沖劑提取液、復(fù)方舒喉口服液、復(fù)方腦心舒口服液等;
⑥ 還原反應(yīng)后的鐵泥精密過(guò)濾:已應(yīng)用于咖啡因生產(chǎn)上的鐵泥過(guò)濾,苯胺生產(chǎn)上的鐵泥過(guò)濾等;
⑦ 液體原料的精密過(guò)濾:已大量用于硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、氯仿、雙氧水、水玻璃、硫酸鋁、硫酸鈉、氯化鋇等;
⑧ 化纖與化肥生產(chǎn)上循環(huán)液的精密過(guò)濾:已長(zhǎng)期大規(guī)模用于粘膠纖維生產(chǎn)與食品玻璃低生產(chǎn)上的硫酸酸溶的循環(huán)過(guò)濾;化肥生產(chǎn)上的銅氨液與脫炭液循環(huán)過(guò)濾及腈綸生產(chǎn)上的硫腈酸鈉液循環(huán)過(guò)濾等;
⑨ 液體產(chǎn)品的精密澄清過(guò)濾(包括液體結(jié)晶前或干燥前的精密澄清過(guò)濾);
已大量用于下列產(chǎn)品的液體產(chǎn)品的過(guò)濾:
a. 化工類(lèi)液體產(chǎn)品:雙氰胺、山梨醇、塑料安定劑、氫氧化鈉(除結(jié)晶鹽)、雙氧水、 L 乳酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鎳、磷酸五鈉、糖精、 J 酸、檸檬酸、聚合氯化鋁、氟硅酸、草酸等;
食品類(lèi)液體產(chǎn)品:各種糖液(甜菊糖、低聚糖、果糖、蔗糖、甜菜糖等),各種食
a. 用油(菜籽油、大豆油、花生油、葵花油、茶油、芝麻油、葡萄籽油、沙棘油等)、多種酒類(lèi)(白酒、啤酒、葡萄酒、多種藥酒等)與多種果汁(蘋(píng)果汁、草莓汁、山渣汁等);
b. 醫(yī)藥類(lèi)產(chǎn)品:多種維生素、多種氨基酸、多種磺胺類(lèi)等;
① 水與水溶液類(lèi)的精密澄清過(guò)濾:
② 已大規(guī)模用于氯堿生產(chǎn)上的二次鹽水的精密過(guò)濾;從河水、湖水或井水中制取工業(yè)用水的精密過(guò)濾;蒸汽冷凝水的循環(huán)過(guò)濾,冷卻水的循環(huán)過(guò)濾;離子交換或電滲析前的原水精密預(yù)過(guò)濾;超濾、納濾與反滲透前水質(zhì)精密予過(guò)濾等;
11 化工與制藥等生產(chǎn)上液體進(jìn)入離子交換、層析、超濾、納濾、反滲透、精餾、蒸發(fā)及干燥等裝置前液體精密預(yù)過(guò)濾,如α淀粉酶超濾濃縮前的液體精密預(yù)過(guò)濾等;
12 廢水過(guò)濾:已大規(guī)模用于下列廢水:
a. 重金屬?gòu)U水類(lèi):電鍍液廢水(鉻、鋅、銅、鎳等);線路版廢水(含銅廢水);蓄電池廢水(鉛、鎳、鎘等);磁性材料廢水(四氧化三鐵);電瓷瓶生產(chǎn)廢水(四氧化三鉛);草酸生產(chǎn)廢水(鉛)等;
b. 非金屬元素廢水:已大規(guī)模用于含氟廢水、含硫廢水(氣體脫硫洗滌處理后的廢水)等。
c. 從化工或有色金屬?gòu)U水中回收產(chǎn)品:已用于回收五氧化二釩、對(duì)硝基苯酚鈉、炭黑、硫酸錳、五氧化二錳、聚苯乙烯、鈦白粉等;
d. 其他化工廢水:已用于乳膠漆廢水,顏料廢水,電泳漆廢水與硫化物廢水;
e. 電廠堆煤場(chǎng)廢水:一臺(tái) PGK-150 型微孔過(guò)濾機(jī)每小時(shí)可過(guò)濾 100 米 3 廢水,已連續(xù)應(yīng)用一年以上;
f. 煤礦礦井廢水: 4 臺(tái) PGK-100 型微孔過(guò)濾機(jī)(三用一備),每小時(shí)可過(guò)濾廢水 150 米 3 ,已應(yīng)用二年以上;
g. 酒精生產(chǎn)上的酒糟廢水:已用于玉米酒精的廢水過(guò)濾,可回收全部玉米渣,作蛋白飼料。
6. 計(jì)算公式中的符號(hào)說(shuō)明:
E ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的抗壓彈性模量( MPa )
E0 ——與微孔過(guò)濾介質(zhì)同一原料的熱壓的無(wú)孔體的彈性模量( MPa )
σ拉、σ壓 ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的抗拉與抗壓強(qiáng)度( MPa )
σ沖 ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的抗沖擊強(qiáng)度( MPa · cm )
σ 0 拉、σ 0 壓 ——與微孔過(guò)濾介質(zhì)同一原料的熱壓無(wú)孔體的抗拉與抗壓強(qiáng)度( MPa )
σ 0 沖 ——與微孔過(guò)濾介質(zhì)同一原料的熱壓無(wú)孔體的抗沖擊強(qiáng)度( MPa · cm )
dm ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的平均毛細(xì)孔徑(μ m )
ds ——被過(guò)濾的固體微粒的平均粒徑(μ m )
△ L ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的厚度( mm )
μ——濾液粘度( Pa · s )
u ——濾液通過(guò)微孔過(guò)濾介質(zhì)表面的線速度( m/h )
t ——累計(jì)過(guò)濾時(shí)間( s )
W ——平均過(guò)濾速度( m3/m2 · s )
Rm ——微孔過(guò)濾介質(zhì)的阻力( 1/m )
α——濾餅的平均比阻( 1/m2 )
△ P ——過(guò)濾壓差( Pa × 105 )
C ——每單位濾液體積所具有的濾餅體積(—)
α 0 、λ、 s ——與濾餅的過(guò)濾性能有關(guān)的系數(shù)。
A 、 B ——與過(guò)濾精度有關(guān)的系數(shù)、取決于被過(guò)濾顆粒與微孔過(guò)濾介質(zhì)界面的相互作用。
W0 ——過(guò)濾起動(dòng)瞬間的過(guò)濾速度( m3/m2 · s )
K ——系數(shù),取決于固體微粒對(duì)??走^(guò)濾介質(zhì)的毛細(xì)孔的堵塞機(jī)理。
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