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应用烧结金属过滤介质的过滤技术

 

   21世纪给化学工业带来了许多经济和环境方面的挑战。变化的主要推动力包括市场全球化,改善环境的需求,利润率、生产率和改变生产力的要求。未来化学加工工业的竞争优势将是来自专利技术和技术诀窍。随着环境影响和能源效率的提高,新的经济性高产量和高质量工艺的特点将是许多工业化生产装置都具有好的环境保护能力和高的能效。

   很多化工产品和工艺都包含固体(颗粒)处理过程。过滤技术提供了一种通过机械分离(借助于专利设计的过滤器和独特的运行系统)减少固体颗粒的方法。过滤能提高产品的纯度,增加生产能力,减少污染物的排放(尽量减少或防止对水和空气的污染),并为过滤器下游的贵重设备提供保护。过滤技术的进步包括以连续工艺代替陈旧的间歇工艺技术。成本节省包括有害排放物的减少和由于新技术而带来的劳动力节省。全自动的过滤系统能与工厂的工艺控制相结合。

   固体减少包括清除工艺废液和清洗溶剂中的悬浮颗粒。回收的液体可被循环用作其他进料。废弃物的最小化包括回收或再循环中有害固体物质和丢弃至垃圾处理场无害物质的减少。过滤能减少废水中的BOD(生物耗氧量)、COD(化学耗氧量)、TSS(总悬浮颗粒)和TOC(总有机碳),根据国内外的标准,上述指标是目前排放物测量的主要参数。

   过滤的基本原则主要是确保过滤介质的合理设计,特有介质的最佳选择和为每一种过滤应用设计过滤器。可以考虑两种主要的过滤方式,如深层过滤和表层过滤。深层过滤时粒子是在介质中被捕获,而表层过滤是粒子被截留在表面上,最后形成尘饼。

   表层过滤主要是一个粗滤(过筛)的装置,将过滤器表层前面的粒径大于过滤介质孑L径的粒子分离掉,阻止大粒径粒子进入或通过气孔。后来的粒子积累形成尘饼,随着更多的粒子流进入过滤介质,尘饼增厚。尘饼良好的较小的孑L径结构使其分离的粒子比过滤介质分离的粒子更细,但是尘饼在过滤过程中必须有足够多的孑L以允许连续的气流通过。操作可以在压力增加的连续流动或压力降低的连续流动下进行。因为大多数的表层过滤器不是十分光滑或没有很均匀的孑L径结构,会发生一些深层过滤,因而将会影响过滤器的寿命。

   深层过滤主要用于微小粒子的分离上,例如保护下游的设备不被阻塞和腐蚀,保护催化剂不中毒和产品提纯。粒子进入介质中,随后被其多层结构所捕获。该多层结构阻止了介质的过早阻塞,并增加了介质容纳污物的能力和在线寿命。因为粒子在介质的深层被捕获,所以需要进行离线清洗。离线清洗可通过溶剂、超声波振动、高温分解、水蒸气清洗或用循环水清洗来完成。介质可以打褶,这是将空间尺寸和成本降到最低的一种构形。

   了解过滤器去除气流中粒子的能力是过滤器成功设计和运行的关键。对于载有少量粒状杂质的流体采用内部多孔介质捕获粒子的方法过滤是高效获得粒子的关键。烧结金属的结构提供了一个曲折的路径,可在其内部将粒子捕获。捕获的粒子在介质表面形成尘饼,新捕获的粒子在以前沉积的粒子之上。这类过滤器的寿命取决于其容污能力和相应的压降。对于载有大量粒子的流体,现行的过滤设备是滤饼过滤。生成的滤饼超过了过滤元件,变成过滤层并产生附加的压降。压降随着负载粒子的增加而增加。一旦在过滤循环中达到最终的压力,过滤器就用洁净的气体反吹或冲洗掉滤饼。如果过滤介质的孑L径选择正确,介质的压降能被恢复到初始压降。但是,如果粒子在前面的流动中沉积在多孑L介质内部,并逐渐充填,那么过滤器的压降在清洗循环之后可能不会完全回复。

   过滤比率受到喂入粒子浓度、粘度和温度因素的影响。过滤器运行模式可以是恒定压力,恒定流动率,或是过滤过程中压力上升而流动率下降。如果粒子很快阻塞达到压力极限,或是尘饼过滤的容尘已满,即使没有达到极限压力,过滤循环都会被终止。渗透性用相对于压降的流动率来表示,受到过滤器类型、流体温度和固体载量的影响。

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