国内外液固过滤技术现状汇.doc

当前国内外液固过滤技术现状及可为有色冶金生产 的节能减排作贡献的刚性高分子精密微孔过滤技术 宋显洪 上海东瓯微孔过滤研究所 （200060） 摘要 节能减排已成为我国当前的基本国策。为了能在液固过滤领域贯彻这一要求，作者对当前国内外现有的传统液固过滤技术与最新的膜过滤的基本概况及对节能减排的差距作一简单叙述。特专门分析了工业生产认为很正常的四种过滤方法（循环过滤，多级过滤，真空过滤及错流无滤层过滤）等的能耗状况，指出这四种过滤方法会造成能耗大幅度增加。最后专门介绍能明显提高产品质量，收率，减低成本，能有效节能减耗的刚性高分子精密微孔过滤技术及其在有色金属生产的成功应用简况。 关键词 刚性高分子精密微孔过滤，精密滤饼过滤，精密澄清过滤，循环过滤，多级过滤，错流过滤 当前全国各行各业都在贯彻节能减排的基本国策。在各种化工生产，大量能耗与污物排放都与液体有关，其中，相当大的能耗与污物排放是由液固非均相分离引起的。欲提高节能减排效果，只要对液固非均相分离系统进行正确技术改造，一般均可收到立竿见影功效。为了更好进行正确技改，特对目前国内外液固非均相技术作一简单回顾与分析。 当前国内外液固非均相分离技术的现状： 液固非均相分离有两大类：一类以比重差为原理的沉降法；另一类以滤材的毛细孔进行分离的过滤法。沉降法又分重力沉降与离心沉降两类。 离心沉降中，“超速叠片式离心机”的分离效率很高，小于0.5微米的亚微米级微粒都能高效分离出来，处理能力很大，但机械复杂，动力消耗很大，另外这种机械只能得到浓缩液，无法得到较干的滤饼；另一种离心沉降机械是“卧式螺旋离心机”或“立式螺旋离心机”，可以分出较干的滤饼，但难分离0.5微米以下的微粒，滤液的澄清度较差，动力消耗也较大，转鼓的磨损较快。 重力沉降是最原始的。二百年来，虽有不少改进，如投加絮凝剂与助滤剂，增放斜板或斜管，或利用气浮改善分离。动力消耗普遍很省（除了浓密机需少量动力用于慢速刮泥，气浮需空气动力与刮浮渣的少量动力），其共同缺陷是分离效率很低，细颗粒难高效去除，造成产品质量与收率下降，间接导致能耗与成本增加。 液固过滤法是工业生产上最主要的分离手段，主要有两大类技术，一是传统的过滤技术，一类是最新的膜过滤技术。在这两类中间，还有刚性微孔过滤技术。 传统的过滤技术： 所谓传统的过滤技术是指已有一至二百年使用历史的过滤技术。传统过滤技术中，凡属滤饼过滤的，基本是使用柔性滤布的板框（或厢式）压滤机、管式过滤机，叶片式过滤机，真空转鼓或叶片式迥转过滤机，水平真空带式过滤机等等。传统过滤技术能长期在工业生产上广泛使用，说明这些技术与装置都基本适应各工业生产对过滤的基本要求。其中不少过滤装置还有一些技术突破。如板框（或厢式）过滤机，材质从原来金属的改用为改性聚丙烯，使防腐性能大为改善。皮膜挤压滤饼技术的诞生使滤饼干度明显提高，压干滤饼的能耗又大幅节省（皮膜挤压主要适宜中等可压缩滤饼，不适宜不可压缩滤饼，如刚性的颗粒大小均匀的结晶体，也不适宜高度可压缩滤饼，如蛋白质等胶粘性物料）。上述这些使用柔性滤布（或金属滤网）的各类过滤装置有一共同致命伤，过滤效率不高，小于10微米的微粒，极易穿滤。即使使用400目以上的滤布或滤网，过滤起动阶段，会有大量细颗粒滤不住。这是国内所有滤饼过滤中最明显的弊病，直接后果是收率下降，排放物增加，因而能耗也增加。传统过滤技术中，凡属澄清过滤的，除了少数采用过滤效率较高的非编制的无纺布，大多采用分散的深层的颗粒层或纤维层过滤，如石英砂，炭或煤颗粒，塑料微球，纤维束，纤维球等等。无纺布与各种深层过滤，只要规格选择合适，一般可以做到过滤效率很高，过滤速度也可以相当快。但每次使用后，反冲洗再生会产生数量相当大的“洗清污浊液”，除非有专门的污浊物过滤器，否则会造成很严重的环境污染。除了上述的澄清过滤技术，如处理规模不大，还有许多企业使用整体型的烛式滤芯，如喷融滤芯，绕线滤芯，粘结滤芯等，过滤效率一般都相当高，但均属一次性使用，一遇堵塞，就废弃。这种短寿命的滤芯应属高能耗与高物耗的技术，与当前节能减排要求背道而驰。 最新的微孔膜技术： 最新的微孔膜技术，国外已有六十多年历史，我国引进与自己开发也已有四十多年。作为非均相分离的有机与无机微孔膜，其最突出的性能是过滤精度与过滤效率非常高，能大幅提高产品质量与收率，为节能减排起非常大的作用。用得很广的有机膜，大多制成折叠式滤芯，无法再生，一次性使用，使用成本非常高。如处理含固量多的料液，有机膜很难适应，只有无机膜可以运行，但只作错流的固体增稠浓缩。其最大特点可用于过滤固体颗粒极细的料液。 在传统过滤与最新的微孔膜之间还有一类刚性微孔过滤技术。许多学者把这一类也称之为膜过滤。刚性微孔滤材有烧结，粘结，及垫片等几种。目前应用最