简介

一、技术背景
无论是隔膜法还是苛化法及其它方法的制烧碱的生产工艺, 淡碱液经蒸发后得30～42% 的浓碱液再经冷却、折盐后尽管浓碱液经较长时间的沉降分离, 但仍带有较多的悬浮盐, 这给贮运和使用带来许多不便, 还增加了盐损失。传统的做法是冷却后的碱液用密封回转叶片过滤机进行一次过滤, 但由于滤布目数受到限制仍有一些细微悬浮盐带入碱液中。
在天然碱加工行业中, 首先要经过天然碱的溶化、澄清、精制等过程, 传统的做法是原料矿碱经溶化制成浑碱液, 然后澄清桶内自然沉降、清液送各加工工序, 澄清泥入洗泥桶洗涤后排放。由于天然碱泥是颗粒极细的硅酸盐、铝酸盐、碳酸盐等, 随着碱矿石的溶解碱泥形成胶溶体, 飘浮在碱液中, 经沉降后, 澄清泥的固液比低, 泥中夹带有大量的碱液, 虽经洗涤, 但排泥的碱含量仍很高。另外, 澄清后的清碱液中由于有机质含量高, 碱液浊度高, 影响到产品的白度及质量。

二、技术原理
PE 管微孔过滤器首先应用于污水处理中过滤污水中的不溶物及其它杂质。随着技术的不断完善, 这种过滤器以其滤液清澈、不溶物含量低、无毒、无害而引起人们的广泛注意而引入其它行业被广泛应用。这种过滤器的结构见图1, 主要由滤管、滤盒、出液管、本体组成, 过滤元件为PE滤管, 滤管是由高分子物质烧结而成, 烧结过程中形成微孔, 控制烧结温度可得到不同孔径的滤管, 适用于过滤不同的介质。过滤原理为盐渣、滤泥或其它有机杂质的微粒附着在管的外壁, 而液体则通过滤管上的微孔渗入管内, 经滤盒收集后溢流出。附着于管外的滤饼从反吹阀中通入压缩空气, 进行瞬间反吹排渣, 然后加入洗水洗涤, 洗水及时排出送洗泥桶。若过滤烧碱盐折液, 送洗水贮槽循环增浓后进行再蒸发。
工艺过程为: 滤液首先进入滤液贮槽, 然后利用泥浆泵送入PE管微孔过滤器内, 按初始低压、形成滤饼, 逐步加压, 排渣的程序进行操作。初始压力控制在0.03MPa以下，待滤液中的渣质在过滤管外壁形成一层滤饼时, 在泵的压力作用下, 悬浮液中的微粒会在微孔道外迅速发生“架桥”现象, 因而可使一部分直径小于微孔道的细小颗粒也被截住，滤液穿过滤饼进入滤盒, 从出液管流出至贮槽由泵送下工序。
随着滤饼的形成, 逐渐进行加压操作, 但压力不宜超过0.2MPa, 根据过滤器压力和出料情况确定排渣时间, 若压力升高、出液量减少, 开始排渣, 排渣时, 打开溢流阀, 关闭其余阀, 退下器内料浆, 尔后开启排渣阀与反吹阀, 从反吹阀中通入0.5MPa压缩空气, 进行瞬间反吹排渣, 然后加水洗涤。洗后水及排出的滤渣根据不同情况送至各工序或排掉。流程简图见图2。
PE 管微孔过滤器的滤管分为若干组, 可分别观察到过滤情况, 若发现其中一组滤液不合格则可关闭该组滤管。PE管使用一定程度后(如烧碱液约7～ 8个月, 碱泥约4～5个月) 过滤速度变慢, 有部分微孔堵塞,需进行再生处理。再生处理用一定浓度的盐酸浸泡、洗涤。再生处理后的滤管性能同新管。

三、应用影响
1、烧碱盐折液的过滤
某厂以天然碱为原料、苛化法生产烧碱, 原料天然碱的质量差异较大, 总碱含量在15～ 30% (wt) ,盐硝含量1～ 10% (wt) 不等, 尤其当盐含量较高时, 仅靠蒸发过程的热折盐难以完成盐析。还要依靠冷折过滤来最后完成。将冷折后的烧碱溶液通过PE 管微孔过滤, 滤出澄清液中不易沉降的细小晶核, 从而进一步提高了盐析完成液的质量, 保证了烧碱的纯度。滤后的质量情况见表1。当然对隔膜法制烧碱而言, 也存在有类似的问题, 经冷析澄清后, 再进行一次PE 管过滤亦可提高滤液质量。

2、碱泥及澄清液过滤
以天然碱为原料, 无论加工何种产品, 首先要经过天然碱的溶化、澄清等碱液精制过程。由于产地及在或矿过程中, 受长期的风沙侵袭或矿外地面的径流必然要带入大量的水不溶物及有机质。虽经澄清后其浊度大都在90ppm 左右, 再经机械过滤器过滤后可降至50ppm , 但机械过滤设备选择较细滤布, 过滤速度慢, 在很短时间内, 细泥就堵塞了滤布孔, 这样不仅造成碱液的浪费, 更主要是滤泥粘在滤布间, 用大量水进行冲洗, 缩短了有效作业时间。使用PE 管微孔过滤器后, 碱液的浊度降至20ppm , 碱液颜色由原淡黄色变为清澈透明, 提高了产品的质量。澄清液及碱泥过滤前后对照见表2。

3、过滤能力
经对三台过滤面积F= 104M , 一台F= 98.8M 2PE 管过滤器过滤不同介质的测定数据见表3。
由上表可看出, 物料的粘度及悬浮物高则过滤能力愈小。

4、配套设备
PE 管微孔过滤器的配套设备较简单, 如厂内设有空压站, 则只需泥浆泵、送料泵及贮槽即可。

四、应用范围

PE管微孔过滤器广泛应用于轻工（造纸、无纺布、食品饮料）、精细化工、电力、水处理等领域。
特别适合于流量大、过滤精度要求高、含有纤维和胶体类杂质的液体过滤。如：造纸行业白水回用、水刺无纺布循环水、添加剂和原料、石化/化工厂循环水、冷凝水、冷却水、油井注水、喷嘴保护等。

五、技术指标

目前，本技术已通过中试，已得到大量应用。另外，PE管微孔过滤器具有以下特点：
使用易清洗的金属滤芯，无滤材损耗，运行成本非常低；
快开式结构，安装、更换滤芯更加方便；
模块化结构，系统处理量可根据实际情况调节；
内壁光滑，无死角，压力损失小；
滤芯结构的可拆卸设计使人工清洗更为方便，清洗效果更理想；
滤芯均经过二次加工，为绝对的表面过滤；
过滤精度高，最高可达到15μm的过滤精度；
滤芯耐压差高，最高可达到7.7公斤；开空率高，流量大。外观图如图3和图4所示。

工艺流程简介

技术特色

本技术具有以下优势：
本装置设计新颖, 投入生产后, 运行稳定, 操作简单, 在碱加工行业中运用取得了良好的效果；
本装置流程短, 占地少, 过滤效果好，解决了碱加工行业中溶液精制难的问题, 并开辟了一条新的技术途径；
本装置安全，可用于其它行业的溶液精制、“三废”治理及回收。