精密微孔过滤技术及其在铜氨液过滤中的应用

1.1  基本原理

    精密微孔过滤是利用微孔管正向过滤、反向冲洗和再生，其核心元件微孔管是以超高分子量的聚乙烯塑料作为主要材料，再配以多种添加剂，经过活化、改性、复合等工艺而制成，管径通常为φ30～φ80，管壁上均布超细微孔(孔径0.2～1.0 μm)。

    工作时，待过滤物料从过滤液进口进入，由于存在压差，迫使溶液流向微孔管内。此时微孔管管壁上的超细微孔起筛网网孔的作用，粒度小于微孔的物质穿越管壁后汇集至过滤溶液出料口流出，大于微孔的物质被阻挡在微孔管外形成滤渣，由渣料出口定期排放，从而实现溶液的过滤分离。微孔管工作一段时间后，由于管外壁上附着滤渣而导致阻力增大、过滤效率降低，此时可从反向冲洗口或正向冲洗口通入清洗物，将微孔管反向或正向冲洗(反向冲洗为主)，使微孔管“再生”。

1.2  特点

    (1)过滤精度高，分离效率可达99.7％，能满足超细物分离的要求。

    (2)属于物理过滤，不改变溶液原有成份。

    (3)无吸附剂消耗及吸附剂对过滤溶液吸附损耗问题。

    (4)滤渣可及时排出，确保系统生产的连续、稳定。

    (5)占地面积少，过滤阻力小(≤0.25 MPa)，动力消耗低。

    (6)微孔管具有优异的耐化学腐蚀性能，适用于各种酸、碱、盐及70 ℃以下的绝大部分有机溶剂过滤(特制的耐温微孔管可适应110 ℃以下的工作介质)，正常情况下微孔管使用寿命可达3～5年，且更换容易。

    (7)过滤管的再生方便快捷、操作简单，再生后过滤效果不受影响。

    (8)密闭操作，生产环境良好。

    (9)可实现半自控或全自控操作。

    湖南金信化工有限公司原铜洗系统的循环铜氨液一直采用丝瓜络进行过滤，存在以下缺陷：

    (1)过滤效果较差、效率较低，进铜洗塔铜氨液的质量无法满足铜洗系统的要求，限制了气体净化处理量。

    (2)在丝瓜络使用初期，因其中含有较多的灰尘，加剧了铜氨液污染的程度，除降低铜洗塔的吸收效果外，还易引起铜氨液发泡。

    (3)使用寿命较短，更换很不方便。

    为克服丝瓜络过滤工艺的不足，金信公司采用了精密微孔过滤新技术，经招标采用了温州东瓯微孔过滤有限公司提出的改造方案，其过滤工艺流程见图1。

    该工艺采用了旁路过滤，即逐步完成系统铜氨液清洁的工艺；改造中根据用户铜氨液特性，试验选取了合适的微孔管及其过滤器；由于待过滤铜氨液位差较小，配置了小扬程管道泵；该工艺还配置了空气和稀氨水接口，当微孔管需要再生处理时，可选择空气或稀氨水分别反吹(洗)或正吹(洗)，达到再生的目的。

    1^#、2^#铜氨液过滤器与铜洗塔改造同步配套完成，总投资42万元(其中过滤器16万元)，改造效果显著。

    (1)过滤效果好，效率高(表1)。微孔管过滤粒度可达0.3～0.5 m，分离效率可达90％以上，系统杂质含量明显下降，满足了铜洗塔规整填料改造后对铜氨液更高质量的要求，为提高铜洗塔的吸收效果、增加其气体净化能力创造了条件。

    (2)由于微孔过滤后铜氨液非常洁净，未再因铜氨液发泡而引发铜洗塔带液和再生系统运行不正常的事故。

    (3)操作方便，过滤管再生可就地处理，无需拆卸设备，方便快捷，而且再生处理后的过滤效果可恢复如初。滤渣可及时排出，能保持系统生产的连续稳定。

    (4)由于无需更换过滤材料，且关键部件微孔管可运行3年多而不必更换，故检修周期明显延长。

    (5)该改造与铜洗塔规整填料改造同步竣工后，由于进铜洗塔铜氨液质量和铜洗塔传质效率的大幅提高，使铜氨液吸收CO效率显著改善(表2)，在提高铜洗系统生产能力的同时，取得了显著的节能降耗效果。

    精密微孔管过滤技术能胜任超细物的过滤，具有过滤效果好、效率高、操作方便、过滤管再生方便快捷、无饱和失效现象等特点，只要选型适当、工艺设计合理、操作规范，可取得良好的经济效益。