化工生产上的液体精密过滤与最新过滤技术

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1、化工生产上的液体精密过滤与最新过滤技术上海东瓯微孔过滤技术开发中心宋显洪（上海200060）摘要：液体的精密过滤是化工生产上普遍应用的一种重要化工操作，本文简单叙述当前化工生产上液体精密过滤的主要概况，介绍了最新开发的液体精密过滤技术及其在液体精密滤饼过滤与液体精密澄清过滤领域的应用，最后介绍应用最新液体精密过滤的主要计算公式。关键词：粗级过滤，亚精密过滤，精密过滤，超精密过滤，澄清过滤，滤饼过滤在所有化工生产中，如基本化工，精细化工，石油化工，生物化工，制药化工，食品化工，纺织化工，冶金化工及环保化工等等生产中，绝大部分原料，中间体与产品是液体。为了提高产品的质量，收

2、率，劳动生产率，降低成本，减少环境污染，必须对这些液体进行精密过滤。化工生产上的液体种类繁多，作为非均相分离的液体过滤基本上可分为以下几类：粗级过滤：过滤精度大于100微米；亚精密过滤：过滤精度为100—10微米；精密过滤：过滤精度为10—1微米，精密过滤亦可称为微米级过滤；超精密过滤：过滤精度为1—0.1微米，超精密过滤亦可称为亚微米级过滤。过滤精度小于0.1微米的超滤，纳滤与反渗透等过滤分离技术已不属“非均相分离”，应属于“均相分离”范畴。为了提高质量与收率，对某些化工液体，除了进行精密过滤与超精密过滤，还应继续进行超滤，纳滤或反渗透，但是对大多数化工液体，只需进行

3、精密过滤已足够。少数需要超精密过滤，甚至需进行均相过滤，必须先进行高效精密过滤，才能保证后面串联的超精密过滤与均相过滤技术能长时间连续运行，减少超精密过滤或均相过滤的污染堵塞，延长使用寿命。一．精密过滤的当前基本概况：液体精密过滤的目的是去除液体中不需要的固体微粒，提高液体的澄明度。固体微粒大部分小于10微米。过滤此类物料，基本有两类过滤方式，一种是可能形成滤饼层的精密过滤，称之为“液体精密滤饼过滤”，另一种是不形成滤饼层的，称之为“液体精密澄清过滤”。作为液体精密滤饼过滤的过滤介质，其介质的毛细孔径小，孔隙率低，介质厚度薄，捕捉固体微粒的过程基本发生在过滤介质表面，因

4、此亦称“精密表面过滤”6。目前工业生产的精密滤饼过滤的过滤介质基本上是应用整体型的用作亚精密过滤的滤布，滤网或滤毡。过滤前期，一些小于10微米的微粒会穿漏，只有进行反复循环，待10微米左右的微粒形成一定厚度的滤饼，过滤精度才逐渐提高至能过滤微米级微粒。由于无更好的技术，以至许多生产目前还只得应用这一方法。作为精密澄清过滤的过滤介质，其毛细孔径大，孔隙率大，过滤介质层的厚度大，捕捉固体微粒基本在过滤介质层的孔隙内部，因此亦称之为“精密深层过滤”。精密澄清过滤介质有整体型，也有分散型。整体型一般是厚度较厚的烛型滤芯(如绕线式滤芯，粘结纤维滤芯或喷融纤维滤芯等)或滤毡，滤板等

5、；整体型滤芯，滤毡或滤板难以有效再生，当其内部孔隙为微粒堵塞无法继续过滤时，一般均丢弃。这种应用方法导致每年消耗很大量的滤材，不符合可持续发展原则，工业生产上不宜再大量应用。分散型滤材有颗粒分散型与长纤维分散型两种。这两种深层过滤介质均可再生，可长期反复使用。但是分散型过滤介质经一定时间过滤，孔隙内截留了一些粘细微粒后，使颗粒介质或纤维介质容易产生板结或结块现象，导致后来的过滤发生沟流，严重破坏过滤效率。由于深层过滤介质的孔隙率大，远大于微米级微粒，使细颗粒很容易穿滤出去，影响过滤精度。此外，分散型深层过滤介质再生时要消耗大量反冲洗水，要处理这种反洗水，另需过滤装置，否

6、则会严重污染环境。虽然有这些缺陷，由于结构简单，操作简便，成本低，在没有更理想的精密澄清过滤可取代之前，这些深层过滤方法还会用于不少化工生产。二、新型液体精密过滤技术的基本概况：二十世纪五十年代至七十年代，相继诞生的陶瓷类粉末烧结微孔过滤管，金属类粉末烧结微孔过滤管与高分子类粉末烧结微孔过滤管等三类刚性烧结微孔过滤管均可作为微米级精密过滤介质，既可用作精密滤饼过滤，也可用作精密澄清过滤。这几类过滤管均可反复再生使用，寿命均较长。陶瓷类的最大特点是耐温高，耐大多数化学物质与各种溶剂，主要缺点是重量重，抗拉强度不高，有的还很脆，安装与维修不方便，反吹再生效率较低；金属类的最

7、大特点是耐温高，机械强度高，主要缺点是价格昂贵，耐无机酸等某些化学物质性能不理想；高分子类的化学性能比较理想，价格比较低，机械性能也较好，重量轻，安装与维护较方便，主要缺点是耐温不高，一般不超过120度，但是由于许多化工生产上的液体过滤温度不超过100度，因此高分子类烧结微孔管在化工生产上有很大的应用前景。作者从六十年代开始从事刚性高分子微孔过滤技术的研制与开发，前后已达三十七年，先后完成刚性高分子烧结管的成型机理，烧结管的制造工艺与装备，烧结管的过滤性能与化学性能，烧结管的应用技术，多种精密澄清过滤机与多种精密滤饼过滤机的结构开发以及在