专利名称：制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制碱用盐水的过滤工艺，特别涉及一种反吹时气液共同反吹使薄滤饼层脱落增稠的精密微孔薄层过滤工艺。
背景技术：
碱或碱性盐的生产需用盐水作原料，盐水的质量优劣直接影响成品的质量、收率及成本。盐水中的杂质可通过非均相分离法、均相分离法串联使用除去。非均相分离法主要有过滤、沉降、气浮等方法；均相分离法主要有吸附、离子交换等方法。其中过滤是必不可少又非常关键的一步。
传统碱生产中原料盐水的非均相分离设备是重力沉降桶与深层颗粒分散型过滤桶。重力沉降桶设备庞大，一般只能去除沉降速度快的粗颗粒，细颗粒难以高效分离，如上游工艺有些波动，重力沉降桶容易发生滤液返混现象，导致操作恶化。目前，碱生产中还在大量采用的深层颗粒分散型过滤桶设备也很庞大，其分离效率比重力沉降桶高得多，但深层过滤桶的过滤过程都发生在深层内部，随着深层内部积留的微粒不断增多，易发生部分细颗粒在深层内部不断往前位移，最后发生穿滤，致使盐水质量变差为了保证盐水质量，往往需进行二次过滤。为了克服上述不足，近十年来开发了柔性滤布的管式过滤器与柔性微孔膜管过滤器，以及刚性烧结炭素管过滤器与刚性烧结微孔PE管过滤器。以上这些在盐水过滤中也得到少量采用，管式过滤器的过滤属表面过滤，细颗粒的过滤发生在过滤管外表面，而不是过滤管的深层。由于一般过滤管的直径均不大，因而单位过滤机体积内过滤面积很大，过滤同等体积的过滤液，管式过滤机比深层过滤桶的占地面积要小。柔性滤布管式过滤管，由于其毛细孔径不会非常小，对一些亚微米级的固体微粒很难高效滤除，盐水质量难以保证。柔性微孔膜管式过滤器的过滤精度很高，可以高效滤住亚微米级微粒，但由于微孔膜抗拉强度比较低，不能用较高压力的气体进行高效反吹再生，易堵塞、易损坏，使其使用寿命比较低，使用成本相当高；刚性微孔过滤管目前主要是烧结炭素管与烧结微孔PE管，烧结炭素管的微孔孔径较大，必须采用α纤维素作助滤剂进行预涂，预涂时需长时间循环，否则过滤精度与过滤效率都不高，α纤维素的价格很贵，操作成本较高，而且操作相当麻烦；炭素管还易为盐水中氧化剂氧化而破坏微孔结构，使过滤性能恶化；微孔PE管是一种新型过滤管，机械强度与抗氧化性能均较好，价格也较低，如采用α纤维素助滤，则过滤精度与过滤效率高，滤速较快，但操作成本明显增加，操作较麻烦，如不用α纤维素助滤，微孔管的毛细孔径必须小，方能将Mg(OH)2等胶体滤住，但这些胶体等微粒在过滤管表面形成的滤饼阻力很大，导致平均滤速比较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种制碱用盐水过滤时不用助滤剂预涂，也能使过滤平均滤速保持较快，而且操作简单，成本又低的精密微孔薄层过滤工艺。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下一种制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺，它包括以下步骤①将原料盐水用泵送入精密微孔过滤机通过刚性微孔过滤管进行过滤，滤液经花板进入位于过滤机上部的储室再送出机外；②当滤饼厚度达0.5-2mm时，将经过净化的压缩空气从精密微孔过滤机上部储室的上部压入，使压缩空气与储室中部分滤液形成气液混入流体对所有刚性微孔过滤管进行爆破式反吹，使滤饼脱落，反吹后滤液中的气泡上浮至花板下面从排空口排出；③上述过滤、反吹依次循环进行，反吹时间小于2-10秒；④反吹下的滤饼沉降到过滤机底部压送至滤渣储罐；⑤当滤速下降不能满足工艺要求时停止过滤，将机内未过滤的原料盐水用压缩空气压回原料盐水罐中；⑥化学再生将再生液用泵送入过滤机内进行循环过滤式动态再生，再生结束后通过压缩空气将再生液压回再生液储罐，再用自来水进行反冲清洗。
所述刚性微孔过滤管由若干层微孔孔径由内至外逐层减小的层状结构构成。
本发明由于采用了上述工艺，过滤中，滤液先经过滤机上部储室再送出机外，当滤饼厚度达0.5-2mm时即反吹，反吹时，压缩空气能与储室中部分滤液形成气液混合流体对刚性微孔过滤管进行快速爆破式反冲洗，既使滤饼脱落，又使过滤管得到一定程度再生，使滤速恢复。过滤、反吹循环进行，反吹时间小于2-10秒，使整个过滤相当于是连续过滤，而所形成的滤饼层却很薄就脱落，使过滤时滤饼阻力相对较小，从而使平均滤速下降过程大为延长，也即在不用助滤剂预涂的情况下，采用本工艺的精密微孔薄层过滤同样能使过滤时平均滤速保持较快，而且操作简单，成本又低。由于刚性微孔过滤管为层状结构，各过滤层的孔径由内至外逐层减小，不仅使过滤阻力减小，过滤效率提高，而且再生容易。
图1为本发明实施例制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺流程示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明实施例制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺包括以下装置再生液贮罐1、盐水原液贮罐2、空气过滤器3、空气压缩机4、压缩空气贮罐5、精密微孔过滤机6、增稠滤渣贮罐7、离心泵8，以及PLC联锁全自控装置。精密微孔过滤机6是本工艺的主要设备，它由三部分组成，其上部是一具有椭圆弧形封头的圆柱形壳体，作为滤液或压缩空气的中间储室；中部为圆柱形壳体，上、中部壳体通过一对法兰联接，上下法兰之间夹一多孔的花板，刚性烧结微孔过滤管固定连接在花板孔壁上，本实施例刚性微孔过滤管由二层构成，外层的微孔孔径比内层的微孔孔径小；本实施例过滤机下部为一锥底壳体，对大型过滤机也可用碟形或椭圆弧形壳体。精密微孔过滤机6内部凡与料液接触部位以及管道、阀、配件均应内涂一定厚度的防腐层，所有测量仪表应有防腐保护装置。对大型过滤机，必须另配滤渣贮罐，贮罐的大小主要取决于后面滤渣压榨装置的处理能力，贮罐底部的锥体包角应不大于30°，以利滤渣排除顺利。空气过滤器3用于过滤净化空气中的油、水与灰尘，0.3微米的过滤效率应超过99％；空气贮气罐5应保持0.6Mpa压力；空气压缩机4的压力只需0.7Mpa；空气通气量、空气过滤器的过滤面积大小、压缩空气罐缸的容积均取决于精密微孔过滤机的过滤面积，也取决于过滤机的过滤精度。本过滤机的各泵、阀利用PLC联锁以实现全自控运行。
本实施例的制碱用盐水的精密微孔薄层过滤的工艺流程如下将盐水原液贮罐2中的原料盐水通过离心泵8送入精密微孔过滤机6中，盐水中的不溶性固体微粒均被截滤在所有微孔过滤管的外表面，滤液通过微孔过滤管壁进入中心孔道向上经花板上的孔进入过滤机上部储室，再通过管道送出机外。当滤饼厚度达到0.5-2mm时，具体厚度根据原料盐水性能经试验确定，过滤结束后即进行压缩空气反吹，将压缩空气从精密微孔过滤机的储室上部压入，它与储室中的部分滤液形成气液混合流体对所有刚性微孔过滤管进行快速爆破式反冲洗，将积留在微孔过滤管外表面的薄层滤饼反吹脱落、沉降在过滤机底部或被压送至增稠滤渣贮罐7，再定时排送至外面滤渣压榨装置。反吹后，滤液中有一定量的空气气泡上浮到花板下面从排空口排出，反吹排渣兼有微孔过滤管再生作用，反吹后，过滤管可绝大部分恢复其原有的过滤速度。反吹时间通常小于2-10秒，反吹结束后再进行过滤，再反吹循环进行，因此过滤相当于是连续过滤，但每次过滤后，微孔过滤管的阻力会有一定增加，随过滤次数增多，微孔管的阻力也不断增加，其增加规律一般符合指数曲线规律，即阻力逐步小幅增加到一定值以后，阻力会产生突变式急增。此时滤速已明显下降，无法满足工艺要求，必须停止过滤机的过滤操作，将过滤机壳体内部未过滤的原料盐水用压缩空气压回到盐水原液贮罐内，如有多台精密微孔过滤机并联操作，也可将这台已停止过滤机的内剩液压送至另一台继续过滤的过滤机的进料系统，然后进行化学再生。
化学再生液的主要成份应是能使堵塞在微孔管毛细孔内的固体微粒快速溶解，或快速反应生成可溶性物质，或迅速降解，使之成为非常细小而且与微孔管粘附性很小的微粒，可被水流从毛细孔内冲洗出来，化学再生能使微孔管的毛细孔基本恢复。再生方法是将再生液通过防腐离心泵压送至精密微孔过滤机内，进行循环过滤式的动态再生过程，化学再生结束后，应利用压缩空气将精密微孔过滤机内、包括部份管道内的再生液压回到再生液储罐，然后利用自来水将所有微孔管，包括过滤机内壳体及所有与再生液接触的装置与管道进行反冲洗，洗到无再生液残留为止。
权利要求
1.一种制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺，其特征是该工艺包括以下步骤①将原料盐水用泵送入精密微孔过滤机通过刚性微孔过滤管进行过滤，滤液经花板进入位于过滤机上部的储室再送出机外；②当滤饼厚度达0.5-2mm时，将经过净化的压缩空气从精密微孔过滤机上部储室的上部压入，使压缩空气与储室中部分滤液形成气液混入流体对所有刚性微孔过滤管进行爆破式反吹，使滤饼脱落，反吹后滤液中的气泡上浮至花板下面从排空口排出；③上述过滤、反吹依次循环进行，反吹时间小于2-10秒；④反吹下的滤饼沉降到过滤机底部压送至滤渣储罐；⑤当滤速下降不能满足工艺要求时停止过滤，将机内未过滤的原料盐水用压缩空气压回原料盐水罐中；⑥化学再生将再生液用泵送入过滤机内进行循环过滤式动态再生，再生结束后通过压缩空气将再生液压回再生液储罐，再用自来水进行反冲清洗。
2.根据权利要求1所述的制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺，其特征是所述刚性微孔过滤管由若干层微孔孔径由内至外逐层减小的层状结构构成。
全文摘要
本发明提供一种制碱用盐水的精密微孔薄层过滤工艺，步骤如下将原料盐水送入精密微孔过滤机中过滤，滤液经花板进入过滤机上部的储室再送出机外；当滤饼厚度达0.5－2mm时，将压缩空气从过滤机上部储室的上部压入与储室中部分滤液形成气液混合流体对过滤管进行快速爆破式反吹；过滤、反吹依次循环进行，反吹时间小于2－10秒；排除滤饼；化学再生。优点是由于滤饼层厚度只有0.5－2mm时即被反吹脱落，使过滤时滤饼阻力较小，从而使平均滤速下降过程大为延长，也即在不用助滤剂预涂的情况下，采用精密微孔薄层过滤同样能使过滤时平均滤速保持较快，而且操作简单，成本又低。
文档编号B01D29/66GK1562439SQ20041003316
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月8日 优先权日2004年4月8日
发明者宋显洪, 宋志骥 申请人:宋志骥