陶瓷过滤机范文

陶瓷过滤机篇1

【关键词】陶瓷过滤机异常现象分析解决措施

中图分类号：TF351.3 文献标识码：A 文章编号：

科技日新月异的发展，陶瓷过滤机越来越多的在工业企业中应用，在陶瓷过滤机的生产使用过程中也会出现一系列的问题，给企业带来诸多的不便和困难。本文对陶瓷过滤机在生产使用运行过程中出现的异常现象进行阐述和分析并制定解决措施。

一、陶瓷过滤机生产中部件出现的异常现象分析及措施

1、机板堵塞严重

有时候清洗方式的不规范也会使陶瓷滤板出现问题。陶瓷过滤机在生产过程中出现滤板吸不上料的情况，用硝酸对滤板进行清洗，结果效果不明显，生产厂家通过煅烧分析，结果发现机板滤孔中堵塞的是无机物，造成机板堵塞原因是平时清洗方式或保养不正确造成的。

解决措施是改变清洗方式和保养方式，即先用草酸清洗滤板表面，然后再用硝酸处理机板，并且草酸清洗方式由原来的十天清洗一次改成每天清洗一次，同时加上超声波配套清洗；保养方式为在正常开车时，陶瓷板需要定期（周期为 20 天）拆卸放置于草酸贮槽液内浸泡 24 小时，越久越好；长期停车时需对陶瓷板进行拆卸放置于硝酸贮槽液内浸泡，严禁将陶瓷板放置于干燥的空气中。

2、陶瓷滤板局部堵塞

陶瓷过滤机自投用以来，一直存在陶瓷板上部局部堵塞现象，始终吸料较薄，将滤板拆卸用硝酸浸泡后安装上去用不了多久又恢复到原样。

处理措施是增加一组手动草酸清洗程序，以便于清洗污垢。配置浓度为50kg/次，所使用的量剂草酸铁离子浓度在3%~5％，每天一次，清洗时间为1-2小时。再则改变反冲洗介质，改变陶瓷板微孔尺寸，精矿细度-200目达到85.65%，-400目的达到58.15%。再就是改变自动放矿液位，调整陶瓷过滤机放矿液位，由原来的300mm提高到500mm，通过缩短放矿时间来提高槽体内的矿桨浓，将原有的压缩空气管道￠15 改成￠25，结果此问题得以根本性解决。

3、陶瓷板破板

虽然将压缩空气管道由原来的￠15 改成￠25 解决了滤板局部堵塞现象，但在运行过程中又出现了新的问题，那就是当压缩空气压力超过 0.1MPa 或超声波振动频率略高一点就会使滤板破板。它是由两层板通过环氧树酯粘合在一起的，不能承受较大的超声波和压缩空气压力，一般只能承受 0.1MPa 压力，否则会使滤板爆破。

解决处理措施是将原有滤板集中在 0.1MPa 压力下使用，并严格控制超声波振动频率，同时重新选用一批新工艺陶瓷板，即通过新工艺改造选用白刚玉梯度成形、整体烧结而成，能够承受较大超声波和0.5MPa 压力，这样就完全能够满足生产需要。

4、分配头漏气

目前使用的陶瓷过滤机分配头材质选用的是普通不锈钢制作而成，由于分配头长期接触的是硝酸和草酸，均属于强酸，腐蚀性特别强，故在分配头局部地方会引起腐蚀而漏气，这样出现的现象就是经常正负压相抵消而形成压缩空气不足了。

解决措施就是更换分配头材质由普通的不锈钢改成 316L 不锈钢材质，这样就延长了分配头的使用寿命，同时也解决了酸腐蚀的问题，或者检修高压风机，检修或及时更换密封圈以及检修电磁阀或更换压力变送器。

5、陶瓷过滤机运行中过载指示灯亮调节超声波

发生板上的可调电阻RP2微调的同时观察过载指示的变化。如果超声波发生器装置中的整流桥IGBT模块损坏,亦会导致过载现象的发生,此时就必须更换IGBT模块。再有就是调节频率，一般的频率使用是20-30，频率越低，空化效果越明显。所以针对不同的矿石性质及陶瓷板过载指示灯亮时，可适当地调节超声波发生器产生的频率

6、嵌入式一体工控机即触摸屏黑屏或显示不正常

出现这种问题的解决措施是如出现黑屏现象,首先检查其24vDC的工作电源是否正常,如果不正常则检查电源板，在实际的应用中,一般发生故障是由于电网电压的不稳定导致电源板上的熔断器损坏,更换即可。如果24vDC正常,则检查COMI口的连接是否紧密,在紧固COMI口之后仍然无法正常工作,可将传送线换至COM:日,同时检查各信号传输线的信号是否正常,若出现问题,则更换传输线。

二、陶瓷过滤机工作过程中出现的异常现象分析及措施

1、吸浆过程

在驱动装置的带动下，辊筒连同过滤板朝向刮刀方向旋转。在负压作用下，浸渍在浆液中的过滤板吸附浆液，固体物吸附在滤板表面，将滤液吸入滤液槽由滤液泵排出。这个过程是料浆中的固体物被吸在过滤板。常见的故障为:滤板不吸附固体矿或滤饼易脱落。

查找故障应先从形成真空的动力源头找起,先检查真空泵运转是否正常,真空泵水环水管道是否供水,进泵口是否堵塞,供水量是否过大。如果一切正常,接着检查输送管道及真空阀门运转是否正常,适时调节真空泵进水流量,流量过大,声音异常,且电机电流高,温升快,电机脂烧干,致使电机轴承损坏,转子扫堂烧毁。如果依然正常,则检查分配头陶瓷耐磨垫是否脱落,造成堵塞,使得各处真空分配不均。

2、吸干过程

滤板旋转出槽体液面,在驱动装置的带动下,辊筒连同过滤板围绕主轴朝刮刀方向旋转,在真空泵负压作用下,浸没在矿浆中的陶瓷过滤板吸附矿浆,固体物吸在滤板表面,滤液吸入滤液罐中由滤液泵排放掉。这个过程出现的故障和吸浆的故障大致一样。可是在吸浆和吸干2个过程中有一个很常见也相对比较复杂的故障,就是高限位报警。所谓高限位报警,就是吸人滤液罐中水的水位达到电极的高限位电极而引发系统自动停机。

这个故障的机械方面查找方法:滤液排放阀运转是否灵敏,内部阀体是否发卡,使得气动阀门打开不完全从而使滤液泵排水不足,滤液罐水位持续增高。如果阀门正常,接着检查滤液泵吸水压力是否不足,检查方法为:稍微打开滤液罐上方的排气阀,强迫排液,使滤液罐内的真空压力下降为一0.06M Pa左右,开机运行,如果故障排除则可判断为滤液泵的问题。引起滤液泵压力不足的原因主要有以下几点:滤液泵叶轮磨损严重而引起进水口和泵腔间隙过大泄压。

3、反冲洗过程

在这个过程中有一个令人非常头疼的问题,那就是滤芯堵塞过快,更换频繁(俗称漏矿)。造成的原因非常简单滤液里含有矿浆,最主要的是滤板有损坏。在槽体内,矿浆通过穿孔点或损坏的滤板进人滤液罐,从而使滤液回洗中的水充满矿浆而造成滤芯堵塞。

处理措施是观看气压表是否保压,具体操作是在矿槽内注满清水,气压表指针下降说明滤板回路有漏浆点,气泡从槽体内清水中冒出,处理起来就简单多了,并且省时省力,效果也比较明显。

结语

通过对以上过程易出现的故障及处理方法的探讨,并对操作人员进行相应的培训,陶瓷过滤机在矿山、冶金等行业的作业率大大提高,满足了生产的需要。对陶瓷过滤机常见故障的分析和采取相应的处理措施,降低了维护成本,保证了生产的顺利进行。

【参考文献】：

[1]赵小林，谭静，廖莉.Na2S 药剂添加方法的研究和工艺改进[J].硫磷设计与粉体工程，2010，（1）：15-17.

陶瓷过滤机篇2

关键词　泡沫陶瓷，制备工艺，性能，分类

1　前言

自20世纪中期，陶瓷材料越来越受到人们的重视，尤其是1940年后出现的新型陶瓷，随着对材料要求的进一步提高，人们逐渐认识到陶瓷所具有的很多优良特性，如其它材料无法比拟的耐蚀、耐热、高硬度特性。进入21世纪，各国政府高度重视新能源和新材料的开发、减少能源与材料的浪费和消耗，泡沫陶瓷材料的开发就是在这种大背景下提出的，特别是全球经济进入高速发展后，世界工业的发展和变革，为泡沫陶瓷的发展和应用提供了巨大的舞台。

泡沫陶瓷的发展始于20世纪70年代，它是一种气孔率高达70～90％，体积密度只有0.3～0.6g／cm3，具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。作为一种新型的无机非金属过滤材料，它除了具有耐高温、耐腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外，泡沫陶瓷还具有质量轻、气孔率高、比表面积大、强度高、耐高温、耐腐蚀、对流体自扰性强、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点，与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体、玻璃纤维布相比，不仅操作简单、节约能源、成本低，而且过滤效果好。泡沫陶瓷被广泛地应用于冶金、化工、轻工、食品、环保、节能等领域。

2　泡沫陶瓷的应用现状

2.1国外的发展情况

1978年，美国人Mollard F R和Davidson N等利用氧化铝、高岭土等陶瓷浆料制作出了泡沫陶瓷，并将其应用于熔融金属铸造过滤，显著地提高了铸件质量，降低了废品率。之后，英、日、俄、德、瑞士等国竞相开展了研究。生产工艺日益先进，技术装备越来越向机械化、自动化发展。已研制出多种材质、适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器，如堇青石、莫来石、Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4等高温泡沫陶瓷，产品已系列化、标准化，形成了一个新兴产业。

目前，国际上工业发达国家的铸造行业。已普遍采用金属熔体过滤工艺。这些国家的使用表明，运用泡沫陶瓷过滤技术可使铸件夹杂物含量大幅降低、合格率大幅度提高(可提高50％以上)，可提高铸件的机械性能、延长金属切削加工的刀具寿命。据报道，在生产生铁铸件时，采用泡沫陶瓷过滤器，可使产品的合格率提高到80％。当灰口铁和可锻铸铁采用泡沫陶瓷过滤器进行净化、生产汽车用曲轴时，仅机械加工车间的废品率就从35％降低到0.3％。在连续铸钢中，采用泡沫陶瓷过滤，能使不锈钢中非金属夹杂物的含量大约减少20％。英国Foseco公司研制的泡沫陶瓷过滤器可消除比10μm小得多的夹渣，经过滤的铝合金压铸件比过滤前的铸件在机加工时刀具磨损量减小50％，过滤使铁素体球铁的疲劳强度提高10％左右，道具磨损减少0.04～0.1mm。

2.2国内的应用进展情况

在国内，随着对金属制品纯度、性能等要求的提高，泡沫陶瓷过滤技术及其产品的应用日益重要。泡沫陶瓷过滤技术在冶金铸造工业方面的应用也越来越广。

我国在80年代初开展泡沫陶瓷的研究工作，哈尔滨理工大学于1982年最早研制出用于铝合金过滤的泡沫陶瓷过滤器。此后，该校又陆续开发出可用于黑色金属过滤的泡沫陶瓷过滤器。在此期间，沈阳铸造研究所、上海机械制造工艺研究所、湖北省机电研究设计院、南昌航空工业学院、东风汽车公司等单位也先后开展了泡沫陶瓷过滤器的研究工作，并均取得丰硕成果。

近20多年来。已先后有多家科研机构和厂家进行了泡沫陶瓷制品的探索研究。熔融金属过滤用泡沫陶瓷国产产品已基本上可满足日益增长的国内需要，有的品种还大量出口，只有少数高端产品尚需进口。

3　泡沫陶瓷的分类和性能

3.1泡沫陶瓷的分类

泡沫陶瓷有多种分类方法。按孔隙之间关系可分为：闭口气孔和开口气孔两种。闭口气孔是指陶瓷材料内部微孔分布在连续的陶瓷基体中。孔与孔之间相互隔离：开口气孔包括材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口、另一边闭口形成不连通气孔两种。

泡沫陶瓷按材质又可分为以下几种：

(1)铝硅酸盐材料。以耐火粘土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石质颗粒为骨料，具有耐酸性和耐弱碱性，使用温度达1000~C。

(2)高硅质硅酸盐材料。主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料生产，具有耐水性和耐酸性，使用温度达700~C。

(3)陶质材料。组成接近高硅质硅酸盐材料，是一种主要以多种粘土熟料颗粒与粘土等混合而得到的微孔陶瓷材料。

(4)硅藻土质材料。主要以精选硅藻土为原料，加粘土烧结而成，用于精滤水和酸性介质中。

(5)刚玉和金刚砂材料。以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料，具有耐强酸、耐高温特性，耐高温可达1600~C。

3.2泡沫陶瓷的性能

3.2.1气孔率

泡沫陶瓷的气孔率为70～90％，对多孔陶瓷来说，这是最高的。蜂窝陶瓷的气孔率约为60％，陶瓷颗粒烧结体的气孔率约为30～50％。

3.2.2抗弯强度

泡沫陶瓷的强度主要依赖于陶瓷材质和网络骨架的粗细。骨架的粗细可以用泡沫陶瓷的体积密度来表示。若使骨架变粗可以提高体积密度，增加制品的机械强度。但提高得过多，气孔孔隙会被料浆堵塞，压力损失变大。对于蜂窝陶瓷来说，在格子平行的方向、垂直方向和斜度方向强度相差很大，而泡沫陶瓷是一种三维方向一致的结构体，其强度没有方向性的变化。

3.2.3热震稳定性和网眼孔径

当泡沫陶瓷作为熔融金属的过滤材料时，由于其使用于温度骤变的场合，必须具有良好的抗热震稳定性。另外，由于金属熔体的粘度、密度及流动性不同，应选择不同大小的滤板网眼孔径。泡沫陶瓷的网眼孔径一般可控制在0.2～3mm范围内，通常分为粗、中、细孔三个等级。

而且，泡沫陶瓷材料微孔的表面化学特性和微孔的尺寸特性对泡沫陶瓷的性能有着重大的影响。而决定微孔的表面化学特性的因素有陶瓷的组成、状态和微孔的表面处理等方面。如：吸附性能是由微孔表面物质的化学组成、结晶构造、非晶质的有无来决定的。微孔的尺寸特性中，微孔直径、分布、形式、比表面积等对其过滤、分离性能有很大的影响。

4　泡沫陶瓷的制备工艺

泡沫陶瓷材料的制备方法有很多种，其中应用比较成功的有：有机物燃烧法、添加造孔剂法、发泡法、有机前驱体浸渍法及溶胶一凝胶方法等。

4.1发泡法

采用反应发泡的方法，可以制备出形状复杂的泡沫陶瓷制品，以满足一些特殊场合的应用。在陶瓷粉料中加入适当的陶瓷纤维，有望改善这一工艺，有效增加坯 体在烧结过程中的强度，避免粉化和塌陷。发泡反应法的工艺较复杂，不易控制，且制备出的泡沫陶瓷易出现粉化剥落现象并且含有大量闭气孔，因此在实际制备中较少被采用。

4.2溶胶一凝胶法

溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用，更广泛用于制备纳米粒子。溶胶一凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要的材料。

溶胶一凝胶法主要用来制备孔径在纳米级的微孔陶瓷材料，本方法经改进后也可以制备高规整度的泡沫陶瓷材料。运用溶胶一凝胶技术制备泡沫材料。在溶胶向凝胶的转化过程中，体系的粘度迅速增加。从而稳定了前期产生的气泡，有利于发泡。该工艺与其他工艺相比有其独特之处，现在正成为无机薄膜制备工艺中最为活跃的研究领域。

4.3添加造孔剂工艺

此工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂，利用造孔剂在坯体中占据一定的空间，然后经过烧结，造孔剂离开基体从而形成气孔来制备泡沫陶瓷。虽然在陶瓷工艺中。采用调整烧结温度和时间的方法可以控制产品的孔隙度和强度，但对于多孔陶瓷，温度太高，会使部分气孔封闭或消失。温度太低，则产品强度低；而采用添加造孔剂的方法则可以避免上述缺点，使产品既有好的孔隙度又有好的强度。这种工艺方法的关键在于造孔剂种类和用量的选择。

4.4有机泡沫浸渍法

有机泡沫浸渍工艺是Schwartzwalder在1963年发明的，该方法利用有机泡沫体所具有的开孔三维网状骨架的特殊结构，将制备好的料浆均匀地涂覆在有机泡沫网状体上，干燥后烧掉有机泡沫体从而获得一种网眼多孔陶瓷。该方法通过控制浆料性能，优化无机粘结剂体系，严格控制浆料浸渍工艺过程，可制备出高性能的泡沫陶瓷制品，是目前泡沫陶瓷最理想的制备方法。用这种成形方法制备的泡沫陶瓷已在多个领域获得大量应用。

4.5自蔓延高温合成工艺

1967年，苏联科学家Mazhanov AG发明了自蔓延高温合成工艺(SHS)，又称为燃烧合成法。该方法高效、节能，可以制备出性能优良的陶瓷材料，其产品具有较高的孔隙率，因此常用该方法制备具有联系网格结构的陶瓷材料。其基本思路是：当温度高于必要的点火温度时，诱发体系产生局部的化学反应。该反应是放热反应，在持续放热下，燃烧将涉及到整个体系。SHS的本质是一种高放热无机化学反应，近年来该SHS技术受到了广泛的关注。

4.6凝胶注模工艺

美国橡树岭国家实验室首次提出了凝胶注模工艺，它是一种被广泛应用的新型成形方法。这种新的成形技术采用非孔模具，利用料浆内部或少量添加剂的化学反应使陶瓷料浆原位凝固形成坯体，获得具有良好微观均匀性和较高密度的素坯，从而显著提高材料的可靠性。该工艺可以使悬浮体泡沫化。而且能使液体泡沫原位聚合固化。作为制备多孔陶瓷的一种新方法，悬浮体泡沫化显然最经济，原位聚合固化所形成的素坯具有内部网状结构，强度较高。Pilarsepulveda使用该工艺制备的多孔氧化铝陶瓷，其抗弯强度高达26MPa，孔隙率高达90％。

5　结　语

陶瓷过滤机篇3

1.1无机陶瓷膜分离技术处理印染废水

印染废水的成分较复杂，其中含有各种浆料、COD、残留漂白剂等污染物质，而无机陶瓷膜的的渗透性强，机械性能好，可以较好地分离过滤印染废水中的污染物质。孔德红等人对新疆芳婷纺织有限公司的一套废水处理设备进行改造，用无机陶瓷膜深度处理针织印染废水。轻污染水经陶瓷膜处理后，每天约有300m3浓水回到浓污水部分处理，实际达标排放废水550m3/d,回用水量450m3/d，回用率达到45%，每吨的综合能耗为0.8kWh，药剂费每吨平均0.4元。回用水达到回用水质要求。李炜等人以广东佛陶集团金刚新材料有限公司提供的陶瓷膜管为对象，研究了多孔陶瓷微滤膜对印染废水的过滤效果，对操作压力、错流速度和运行时间等参数进行筛选。结果表明，当操作压力为0.275MPa，错流速度为每秒2.5m，原水水质的COD含量为50~80mg•L-1，原水水质的NH3-N含量为5~15mg•L-1时，运行20min后，COD去除率为30%，NH3-N的去除率为20%。马春燕等人以轻污染的印染漂洗水为研究对象，用陶粒和陶瓷膜过滤系统进行分离处理。研究结果显示，系统处理出水的水质较为稳定，废水中COD含量在500mg/L左右，色度为400倍左右，该系统可以去除废水中80%的COD含量，色度去除率可达90%以上，处理效果较为理想。吴俊等人用无机陶瓷膜对取自江苏盐城华强丝绸印染厂废水池的印染废水进行了处理。在膜面流速为4.2m/s，操作压力为0.2MPa，温度为30℃的最佳条件下，膜通量为129.64L/(m2•h)，COD的截留率可以达到65%以上，色度的去除率高达90%以上。总的来说，无机陶瓷膜具有渗透性强、机械性能好及耐腐性等特点，但是其主要缺点是制作过程复杂和运输困难。

1.2无机陶瓷膜分离技术处理造纸废水

造纸废水中的造纸黑液碱性大、浓度高，主要含有木质素、钠盐等碱性物质，其对分离膜的性能要求比较高，而无机陶瓷膜的耐酸碱性和耐高温性可以较好地处理造纸废液。黄江丽等人在温度为53℃，压力为0.2MPa的条件下，采用QH-型无机陶瓷膜装置对源于山东省潍坊广信造纸厂的造纸废水进行分离，并对分离液中的木质素等物质进行了分析对比。草浆黑液的pH=10~11，温度为60℃，木质素质量浓度为23.13g/L，固体物质量浓度为83.3g/L。处理后，原液中COD的分离率达到60%以上，木质素的分离率达到85%以上，分离过滤3.5h后，木质素的浓缩比为2.4左右。姜海龙等人利用汶瑞机械有限公司制造的膜错流过滤实验装置，对碱法草浆黑液二次出水进行试验，并且对比了黑液原液和分离液的COD等参数。结果表明：黑液原液中的COD含量从326mg•L-1降到了225mg•L-1，色度和浊度的分离率达到30%以上，固形物的截留率高达90%以上。姜海龙等人用无机陶瓷膜对造纸所产生的碱法草浆黑液进行了处理。在操作压力为0.2~0.3MPa，错流速度不小于5.0m/s，温度在55℃左右的最佳条件下，COD的截留率可达到60%以上，木素的分离率达到75%以上，分离过滤4h后浓缩比为2.7。钱晓荣等人用无机陶瓷膜与有机超滤膜组合工艺对江苏盐城华泰纸业再生纸生产废水进行处理。实验表明：随着分离过滤时间的增长，其膜的渗透力逐渐减弱，最终达到平衡，平衡通量为75L/(m2•h)左右，对分离液的检测发现，COD的去除率达到84%左右，处理的废水达到了国家颁布的造纸工业的水污染排放标准。总的来说，无机陶瓷膜这一项新的技术用于造纸废水处理，相比于一般处理方法，它具有耐酸碱性，安全性能较好等特点，但是无机陶瓷也具有成本高，价格昂贵和膜通量小等缺点。

1.3无机陶瓷膜分离技术处理冶金废水

在冶金生产过程中，会产生重金属污水，含油污水以及采矿污水等冶金废水。无机陶瓷膜在分离过滤冶金废水时可以保持比较高的膜通量，处理过废水的无机陶瓷膜经过清洗和再生后，膜通量可以恢复，满足工业连续生产的要求。姚志春等人用TCM-SY-52A型实验设备对工业碳酸钠溶液、含草酸钴水溶液以及硫酸镍溶液等冶金废水进行处理。实验结果表明：经过无机陶瓷膜分离过滤后的溶液较为清澈透明，肉眼可见杂质及沉淀物和颗粒状杂质的去除率高达95%以上，有价金属离子的含量和含油量也有很大幅度的降低，分离过滤后的溶液可达到工业生产的标准。王瑛等人用烟台云帆过滤系统有限公司提供的重力式过滤纸带和南京九思科技有限公司提供的陶瓷膜对乳化液进行了处理。在操作压力为0136MPa，膜面流速为41.66m/s，温度为60℃的最优条件下，分离过滤系统运行8h以上，油的去除率高达99.7%以上，COD的去除率达到99%以上，处理后的水可以达到一级排放标准。张世光等人用无机陶瓷膜对轧钢所产生的乳化油进行了实验处理。实验结果表明：当压力为0.16MPa，陶瓷膜的平均通量为272L/(m2•h)时，处理20h后，乳化油中的油分去除率可以高达99%以上。冯海军等人用PT963型陶瓷膜过滤器对取自安阳钢铁股份有限公司焦化厂所产生的剩余氨水、粗苯分离水和终冷水等冶金废水进行了处理。在废水温度为60℃、油初始浓度为200mg/L、流量为1.0m3/h、压差为0.2MPa时，处理20min后，无机陶瓷膜的除油率超过75%，经过无机陶瓷膜处理后的含油量小于50mg/L。总的来说，无机陶瓷膜分离过滤器具有结构简单、占地面积较小、安装方便、使用寿命长且容易插入现有的工艺系统的优点，但是具有陶瓷管在运输过程中易碎，且质量较重。

1.4无机陶瓷膜分离技术处理采油废水

在石油开采过程中，由于油田地质条件不同、注水水质不同等原因，采油废水的成分较为复杂，除了含有原油、重金属外还含有化学添加剂等污染物。无机陶瓷膜在分离过滤过程中不会产生难以处理的污泥，油的回收较容易，所以无机陶瓷膜是处理采油污水的发展趋势。丁慧等人用江苏久吾高科技股份有限公司所生产的陶瓷膜对取自胜利油田某污水处理站的采油废水进行了处理。经过无机陶瓷膜处理过的采油废水的出水含油量均稳定在1.0mg/L以下，出水平均含油量为0.18mg/L，去除率高达95%以上，平均去除率为97.44%，出水悬浮物稳定在1.0mg/L以下，去除率在85%以上。徐俊等人用非对称结构复合陶瓷膜对大庆油田二厂聚南八污水处理站的出水进行了处理。经过无机陶瓷膜处理过的采油废水的水质较为稳定，原油和悬浮物的含量均在1mg/L以下，去除率分别为98%和94%，浊度小于1NTU，去除率为97%，且对细菌的去除能力更强，几乎达到100%。经过无机陶瓷膜分离过滤的水质可以达到A1级的要求。邹启贤等人用无机陶瓷膜对某油田废水厂的采油废水进行处理。无机陶瓷膜主要通过截留、惯性冲撞和扩散的机理处理采油废水中的COD。在操作压力为0.1MPa下，无机陶瓷膜的膜通量为0.23，采油废水经过无机陶瓷膜的分离过滤处理后，COD的含量下降了100~120mg/L。谷玉洪等人用无机陶瓷膜对辽河油田茨榆沱采油厂注水站砂滤罐的出水进行了处理。实验的分析结果表明无机陶瓷膜可以较好地处理采油过程中产生的含油污水，经过无机陶瓷膜处理后的采油废水含油量小于3mg/L，悬浮物含量小于1mg/L，固体颗粒直径小于1μm，满足油田注水水质的要求。总的来说，虽然无机陶瓷膜去除采油废水中的油污效果不错，有很广阔的发展应用前景，但是试验所用的设备及无机陶瓷膜系统的成本过高，运用化学试剂对无机陶瓷膜的清洗也会带来二次污染，以及膜通量较小等，这些缺点都是阻碍无机陶瓷膜在处理采油废水过程中广泛应用的原因，若想在油田推广使用仍需要进行大量的研究工作。

2结论

无机陶瓷膜是膜领域发展最迅速的品种。本文对近几年无机陶瓷膜处理工业废水的研究进行了综述。我国要在无机陶瓷膜领域得到更大的发展，应该将研究方向集中于以下几个方面：第一，如何解决陶瓷膜在运输过程中的困难，如易碎、质量大等。第二，无机陶瓷膜是热的不良导体，容易出现传热不均匀的现象，在直接受热面温度达到235℃、两侧温差超过100℃的情况下，无机陶瓷膜会出现裂缝，因此，陶瓷膜的再生以及如何解决膜污染问题是今后研究的重点。第三，陶瓷膜的制作工艺较为复杂，成本相对高，且膜通量较小，这些都是限制陶瓷膜技术广泛应用的因素。（本文来自于《当代化工》杂志。《当代化工》杂志简介详见.）

陶瓷过滤机篇4

【摘要】 目的在无机陶瓷膜精制连花清瘟颗粒过程中，考察不同孔径的膜对该体系的适用性，并进行膜过程优化设计。方法以连花清瘟水提液为研究对象，测定了3种不同孔径膜及不同操作参数下对膜通量及有效成分含量的变化。结果50 nm膜的膜通量最大，甘草酸及绿原酸转移率最高，最佳大生产过滤条件为操作压差为0.08～0.12 mpa，过滤温度50～60℃,膜面流速3.0 m/s；当过滤液浓缩到原液体积1/10时，加入相同体积的水，有效成分转移率达80%以上，即可结束过滤。采用强酸、强碱交替清洗，膜通量可恢复99%以上。结论采用无机陶瓷膜超滤技术精制连花清瘟颗粒是可行的，并为陶瓷膜分离技术应用于其它中药水提液的精制提供了依据。

【关键词】 连花清瘟颗粒； 陶瓷膜超滤； 精制； 分离技术

chinaabstract:objectiveto observe the effect of the different bore diameter membranes on the parameters of technologies of lianhua qingwen granules and to optimize the process of membrane filtration. methods three different membranes were tested under different parameters of operation to observe the changes in membrane flux and the content of effective components by lianhua qingwen granules. results the membrane with the 50nm had the great flux , the transfer rates of glycyrrhizin and chlorogenic acid were the highest. the optimum conditions were that the operation differential pressure was 0.08～0.12 mpa, the operation temperature was 50～60℃, and the membrane surface flow rate was 3. 0 m/s. when the volume of filtration solution was condensed to 1/10 of former, entering the same volume water into it, and when the effective components transfer late reached 80%，the filtration was finished. using the strong acid and strong alkali to wash it in turn ,the flux could arrice above 99%. conclusion a good result can be obtained by adopting the technology of inorganic pottery membranes microfiltration to refine lianhua qingwen granule and this provides the foundation for the application of pottery membrane microfiltration in the refinement of water extraction of other chinese medicines.

key words:lianhua qingwen granule; pottery membrane microfiltration; refinement; isolation technology

连花清瘟颗粒是石家庄以岭药业股份有限公司新产品,为复方中药制剂，由金银花、板蓝根、红景天、甘草等13味中药组成，具有清瘟解毒宣肺泻热的功效，用于治疗流行性感冒属热证袭肺证，已被广泛应用于临床。

陶瓷膜超滤技术在中药提取分离应用日益增多，陶瓷膜超滤是根据膜孔径大小特征对中药提取液中各药效组方依分子大小进行分离过程［1］；本文采用陶瓷膜分离技术对连花清瘟颗粒精制工艺进行研究，以膜通量、有效成分透过率为指标，综合考察不同孔径的无机陶瓷膜对连花清瘟颗粒精制的适用性，药液浓度、流速、操作压力及时间等工艺参数对陶瓷膜超滤精制过程的影响，研究合理可行的精制工艺，探讨无机陶瓷膜超滤技术在中药提取液精制产业化生产领域的应用前景。

1 仪器与材料

1.1 仪器与装置

陶瓷膜超滤装置采用法国tami公司提供的的陶瓷膜试验装置，膜元件材质：al2o3，孔径：0.2 μm,0.8 μm, 30 nm，50 nm，几何形状：39通道，管长1 000 mm，直径：25 mm，单只管面积0.2 m2；tu-1810s型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；agentl110型hplc(agent)。

1.2 试剂与对照

品绿原酸和甘草酸对照品购于中国药品生物制品检定所；所用试剂均为分析纯。

1.3 药材

金银花、板蓝根、红景天、甘草等药材购于安国药材市场，经本公司质检中心鉴别均符合《中国药典》2005版（ⅰ部）有关项下规定［2］。

2 方法

2.1 药材提取方法按处方称取药材，加8倍量水提取2次，第1次2 h，第2次1.5 h，过滤后合并滤液，称重并取样。

2.2 过滤试验流程采用批处理间歇式操作过程，通常一次性取液200 l左右，连续地对物料进行澄清过滤浓缩，定时对滤液进行取样，当料液浓缩至只剩20 l左右时，加入20 l左右透析水，将无效成成从料液中透析出，转移到过滤液中，从而提高有效成成的收率，最后将料液浓缩至20 l时停止过滤。将滤液和截留液分别称重，取样检验。每批料液过滤完成后，使用碱和酸等清洗剂进行膜的再生，以便下次再用。

2.3 绿原酸测定方法绿原酸按《中国药典》2005版ⅰ部收载的高效液相色谱法测定，以十八烷基硅烷键和硅胶为填充剂，以乙腈-0.4%磷酸溶液（13∶87）为流动相，检测波长为327 nm。

2.4 甘草酸测定方法甘草酸按《中国药典》2005版ⅰ部收载的高效液相色谱法测定，以十八烷基硅烷键和硅胶为填充剂，以甲醇-0.2 mol/l醋酸胺溶液-冰醋酸（67∶33∶1）为流动相，检测波长为250 nm。

3 结果

3.1 膜孔径对膜通量及截留性能的影响

见表1。连花清瘟水提液在温度60℃，压差0.1 mp条件下，分别经孔径为0.2 μm，50 nm，30 nm的al2o3无机陶瓷膜处理，以膜渗透通量和绿原酸和甘草酸转移率为指标，确定适用膜型号，并考察无机陶瓷膜对该体系的适用性。表1为膜孔径对渗透性能影响，从表中可看出，50 nm膜的膜渗透通量和甘草酸及绿原酸转移率均明显高于其它两种，因此，对于本体系，3种孔径的al2o3膜中，50 nm最适用。表1 膜孔径对渗透性能的影响（略）

去除率或转移率（%）=（渗透液体积或成分含量÷原液体积或成分含量）×100%

固形物去除率（%）=（原药液固形物总量-过滤液固形物总量）/原药液固形物总量×100%

3.2 提取液温度对膜通量及截留性能的影响

陶瓷过滤机篇5

【关键词】陶瓷超滤膜；清洗方法；选择；建议

1　前言

冷轧生产过程中为了消除冷轧时产生的变形热，增加轧制，需要使用轧制油配制成乳化液以作为、冷却剂使用。轧制油主要由2～10种矿物油或植物油、乳化剂和水组成，成分复杂。其对应的乳化液的特点是有机物浓度高、含油高、污染强度大。目前国内常用的处理乳化液废水的方法是化学破乳和无机陶瓷超滤膜技术。但是破乳法的效果不稳定，出水含油量高且二次污染严重。而陶瓷膜以其较高的过滤效率、不需添加任何药剂、对环境不产生二次污染、能保证出水水质要求、清洗操作方便等诸多优点引起了广泛注意。莱钢冷轧薄板于2005年建设投入了一整套以陶瓷超滤膜为核心的冷轧含油废水处理系统和工艺。

2　清洗方式的探讨

当前的运行方式在运行初期总体良好，但在今年年初出现了较为严重的运行障碍，主要表现为清洗后通量不能达到设计通量，清洗过程中出现清液滤出量波动等情况。为此，对陶瓷膜清洗方式及条件进行重新选择。

2.1清洗条件选择

2.1.1清洗温度

为验证不同温度下的清洗效果，在冷轧一期工程水处理1#陶瓷膜组件进行温度试验，试验未改变除温度以外的其他条件。同时考虑道陶瓷膜设备及相关管线的耐温能力，设定三个温度区间进行试验，结果图1所示：

图1　清洗温度与洗后通量关系图

从图中可以看到相同条件下，清洗液设定温度55℃更有利于通量恢复。

2.1.2压力、流速

超滤运行过程中，压力和流速对膜通量的影响是相互关联的。浓差极化不明显时，流速一定的条件下，通量随着压力的增大而增大；当浓差极化产生后，压力增大到一定程度会导致凝胶层的形成，此时通量主要随凝胶层阻力的变化而变化。故而清洗过程继续采用常规0.4mpa的清洗压力。

2.1.3清洗用水

通过对生活水和除盐水的水质分析，清洗过程所使用生活水水质较差，可能会带来新的污染，因而清洗过程用水重新选择为除盐水。

2.2　清洗剂的选择、组合

膜污染物的主要成分为油类、脂类、结垢层等。根据污染物的成分可以选用表面活性剂、酸洗和碱洗三种方式。配制酸洗液的pH值约为3（浓度为0.001　mol/L），碱洗液的pH值约为11（浓度为0.001mol/L）。根据表面活性剂的不同清洗特性及污染物的类型选用阴离子表面活性剂。表面活性剂的浓度太低，清洗效果不佳；浓度太高，既增加运行成本也影响超滤效果。实验证明要保证清洗效果，阴离子表面活性剂的浓度范围为2%～2.5%。清洗液温度为48～50　℃，超滤膜的进出口压力分别调节为4.0×105　Pa、

2.2.1　可提供的清洗选择方式及组合

油脂类污染物质

乳化液中无机杂质主要是来自轧线乳化液铁粉，而铁粉与乳化液中的油脂类包揉成团，形成以铁粉为核心、外包油脂的存在方式，因而为保证酸洗的效果，必须首先进行碱洗去除外在油脂，因而在酸洗与碱洗中应选择先碱洗后酸洗的方式。基于此，可供选择的清洗方式有四种，分别为：DCBA、CDBA、BACD、BADC。

2.2.2最优清洗方式选择

采用表面活性剂、氧化剂、碱洗、酸洗清洗次序，超滤膜清洗效果最佳。因为每种清洗方式去除的污物成分不同，在膜面也分布着不同的污染物类型。因此，清洗无机陶瓷超滤膜时必须先采用表面活性剂去除表面油脂类污染物；再使用氧化剂对基层细菌滋生严重的部分进行杀菌处理，降低其污染物附着力；用碱洗去除细菌滋生部分易产生的多糖、蛋白质等污染物；最后使用酸洗去除膜表面的残存的机械杂质和无机污染物，从而达到理想的清洗效果。

3　结论及建议

（1）陶瓷超滤膜清洗过程中，以表面活性剂清洗、氧化剂清洗剂、碱溶液清洗、酸溶液清洗的方式可以较好的恢复其通透量。

（2）通过对酸洗废液分析，其Fe2+含量达平均达到22.7g/L，超滤母液需要在预处理过程中增加除铁装置，减轻膜内污染。

（3）陶瓷膜运行2-3个周期后，要进行一次彻底的杀菌处理，防止细菌滋生加剧膜内污染。

（4）增加物理洗涤技术。在微滤膜的运行过程中，引入气体注射技术，在陶瓷超滤膜运行及清洗过程中，每运行30分钟通过隔膜泵注射氮气30秒，使均一的油水乳化液液相转变为不均一的气液两相流，提高介质湍流程度，可有效提高膜运行时间和清洗效果。

参考文献：

陶瓷过滤机篇6

[关键词]含油废水；碳化硅陶瓷膜；反冲洗

中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0175-01

一、前言

随着经济和工业的快速发展，石油化工，金属工业，机械工业，食品加工等行业也在快速发展，进而产生了大量的含油废水。据统计，世界上每年至少有500～1000 万吨油类污染物通过各种途径进入水体，它已严重影响，破坏了环境，并且危害人体健康。含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，具有COD，BOD 值高，有一定的气味和色度，易燃，易氧化分解，难溶于水的特点。

近年来，膜技术作为一门新型的分离、浓缩、提纯、净化技术在各个行业得到了广泛的应用，前景十分广阔。膜材料的选择也十分重要，常用的疏水膜有聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚乙烯等。亲水膜有纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚砜/？聚醚砜、聚酰亚胺/？聚醚酰亚胺、聚酯肪酰胺、聚炳烯腈等具有亲水基团的高分子聚合物，以及如Al2O3？，TiO2？和ZrO2等陶瓷膜等。与传统分离技术相比，膜分离具有设备简单、操作方面、分离效率高、节能等优点，是油田含油污水处理技术的重点发展方向之一[1]。

从此可以看出，膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛，但此方法大多都用于有机膜，虽处理效率高，但极易被腐蚀，且不耐高温、PH值适应范围窄、机械强度低、孔径分布宽、渗透率低、易水解、易污染、较难清洗再生等缺点[2]。以无机粒子，如Al2O3和掺杂稀土元素Ce的纳米SiO2的复合粒子[7]，对高分子材料进行共混改性所成的混合膜，虽极大地提高膜的亲水性。从而也提高膜的抗污染能力；但膜通量比无机膜低，清洗后通量恢复率也只有85%。

二、新型无机陶瓷膜的简介

无机陶瓷膜是固态膜的一种，是以由氧化铝、氧化钛、氧化锆等无机材料经高温烧结而成具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，多孔支撑层、过渡层及微孔膜层呈非对称分布，过滤精度涵盖微滤、超滤甚至纳滤。

无机膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度好、抗生性能强、可清洗性强、渗透量大、使用寿命长等特点，分离效果和清洗恢复性较好；但也存在较难清洗，难再生等缺点[5，，6]。张国胜等[9]采用0.2 μm氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水，通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化，获得了满意的结果，膜通量100 L/（m2・h）时，含油质量浓度从5000 mg/L降至1 mg/L以下，截留率大于99 %，透过液中油质量分数小于0.001 %，并且该技术已实现了工业化应用。

陶瓷膜具有优异的热传导性、抗热震性、生物相容性、耐酸碱性、机械性能和化学惰性，以及低的热膨胀性，能够在必须承受高温和机械压力的腐蚀性环境中应用。因此，陶瓷膜除了具有无机膜的一般性能外，还具有许多一般无机膜所不具备的优点，被认为是一种无可取代各种无机膜的新型分离膜。

近年来，国内采用陶瓷膜处理油田采出水的报道也相应增加。张斌等[7]利用膜孔径为1nm的陶瓷膜处理高浓度聚醚废水并回收大分子聚醚多元醇。在跨膜压力为0.2MPa，温度43℃的条件下，渗透液中COD的去除率高达96%以上。

三、无机陶瓷膜的试验情况

本实验采用了XX公司 CFU008实验装置。此装置带有机载传感器数据记录功能及用于工业膜过滤试验的PLC控制系统。

含浓油废水先经过预处理，去除其中的可见油、油泥及其他颗粒污染物，使预处理后的废水能够达到碳化硅陶瓷膜进料的要求。

经预处理后的废水进入碳化硅陶瓷膜除油系统进行过滤处理，去除废水中的油和悬浮颗粒，以满足后续生物法废水处理工艺的要求。碳化硅陶瓷膜采用错流过滤的运行方式，废水平行通过膜表面，小分子物质透过膜，大分子被截留；被截留的物质又不断的被流体带离膜表面，这样膜不易被堵塞，设备的运行时间更长，清洗更容易。

含油废水，某石油公司提供，水质数据如下：

四、试验结果与讨论

本中试试验主要研究此超滤膜对OIW及TSS的最优处理效果。结果表明，接触角、跨膜压差及温度等对过滤有很大影响。

接触角90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。

跨膜压差对膜通量及油水处理能力的影响，在跨膜压差增加到足够大时，由于凝胶层的逐渐形成，使得过程也随之逐渐变得与压力无关。过大的压差，还会使得油滴因挤压变形而进入并透过膜孔，致膜的截留率降低；况且提高压差需要耗费很多的能量，还会使膜体压实，膜孔增堵，也不利于反冲洗和清洗。

温度也是影响超滤膜透水率的主要因素之一。试验阶段温度升高，使超滤膜的透水率增加，温度是透水率升高的主要因素。此后，随着超滤的继续进行，浓差极化现象开始出现，凝胶层阻力的产生开始阻碍透水率的进一步升高，在温度达到60℃之前，透水率缓慢下降，认为在此阶段，温度和凝膜层阻力共同作用导致了透水率的缓慢下降。当温度继续升高，同时浓差极化现象也越来越严重，凝胶层阻力发挥主要作用，所以，超滤膜的透水率迅速下降。且温度的提高，能耗随之提高，也会对过滤膜造成一定的损害。

膜污染是任何膜分离过程中不可避免的问题。因此，运行一定时间后，就需要对膜芯进行清洗。有效的膜清洗方法对于膜应用可行性至关重要。

参考文献

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[2] 张裕卿，常俊石。[J].工业水处理，2000，20（02）：24-25.

[3] 涂郑禹，李栋，柳琦，等。[J].化学工程师，2009，23（04）：37-40.

[4] 樊栓狮，王全渠。[J].大连理工大学学报，2000，40（01）：61-63.

[5] 金江，陈悦，吴桢。[J].南京化工大学学报，2000，22（01）：67-70.

[6] 张国胜，谷和平，邢卫红，等。[J].水处理技术，2000，26（02）：71-75.

[7] 张斌，龚泰石，杨扬，等.陶瓷膜处理聚醚废水工艺参数的优化与效果[J]。给水排水，2006，32（1）：57-59.

陶瓷过滤机篇7

关键词：有序多孔陶瓷；组装；活性炭;硅藻土；硅溶胶

1 引 言

多孔陶瓷是微孔过滤介质的一种，具有耐酸碱和使用寿命长等特点[1]，广泛应用于化工、冶金、汽车和环保等领域[2～6]。国外自50年代起，就开始应用多孔陶瓷做过滤元件，用于上、下水净化，地下钻井含水层中的泥砂过滤，各种饮用水、矿泉水除菌，含油气体净化等，目前产品已标准化、系列化。国内对多孔陶瓷在过滤技术中的应用研究虽起步较晚, 但目前以多孔陶瓷为过滤元件的陶瓷过滤器, 已在各行业的分离、净化领域中得到较全面的推广应用。如石化行业中液-固、气-固分离；制药、酿造行业中的无菌净化处理；环保行业中高温烟气除尘等。目前， 陶瓷过滤器以其独特的功能特性，在各分离、净化领域中已成为一种不可替代的产品[1]。

由于自制的有序多孔陶瓷膜的孔径较大，约100μm左右，这使得其在处理重金属离子废水方面存在很大的缺陷，本文在有序多孔陶瓷膜的大孔中引入一些活性物质如活性碳、硅藻土和硅溶胶等，缩小其孔径，提高比表面积，增大对重金属离子的吸附。

2 实 验

2．1原料

本实验所用原料如表1所示。

2.2工艺流程

本实验所用到的工艺流程如图1。将自制备的有序多孔陶瓷膜切成5mm×5mm×15mm的长条做为组装模板，同时将待组装的原料按配方称好后装入一小塑料杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，尽量不要有沉淀；再放入超声波清洗机中分散10min，使溶液呈悬浮状。将模板一端接真空泵，一端浸入组装悬浮液中，抽至-0.07个大气压，待气压稳定后进行抽滤，组装时间为3min。再将组装好的试样，放入烘箱中干燥10h，干燥温度为70℃，再进行检测。其中硅溶胶组装干燥后，在马弗炉中于800℃处理2h。

2.3检测

用阿基米德法测定孔隙率；采用自制的设备进行纯水通量测试；利用6700F电镜（日本）进行显微结构分析。

3 结果与讨论

3.1有序多孔陶瓷的活性炭功能组装

活性炭具有良好的孔隙结构和巨大的比表面积，是常用的重金属离子吸附剂[7]，这也是由活性炭的结构决定的。活性炭是由类似石墨的碳微晶按“螺层形结构”排列，由微晶间的强烈交联形成了发达的微孔结构，通过活化反应使微孔扩大了许多大小不同的孔隙，孔隙表面一部分被烧掉，结构出现不完整，加之灰分和其它杂原子的存在，使活性炭的基本结构产生缺陷和不饱和价，使氧和其它杂原子吸附于这些缺陷上，因而使活性炭产生各种各样的吸附特性。对活性炭产生重要影响的化学基团主要是含氧官能团和含氮官能团[8]。

实验用于组装的活性炭的配方见表2，对不同浓度的活性碳组装的功能陶瓷膜的断口进行显微结构分析，见图3。从图3中可以看出：当活性炭浓度为10%时，模板含有一定量的活性炭，孔洞中含有较多的填充物，填充效果比较理想。活性炭浓度增加到15%时，孔洞的填充效果不是很好，和图3a相比，孔隙率升高，孔的形状也不太规则，部分原因是活性炭发生了团聚，多孔陶瓷膜的阻隔作用将其阻挡在外，没有填充进去；但同时也发现，有部分的孔填充效果比较理想，这部分孔占到50%左右。出现这种情况，估计是抽滤前分散的力度不够，使得溶液不够均匀。活性炭浓度继续增加到20%时，可以看出，孔洞很不规则，其中的填充物很少，填充效果不理想，原因是在当活性炭浓度增大1倍时，其团聚加剧，多孔陶瓷膜将其阻隔在了孔外边，使得活性炭不能顺利进入有序多孔陶瓷中，从而其组装效率出现下降，这也显示在较低浓度的活性炭组装中其组装效率较高，对重金属离子的吸附能力可能会更好。

3.2有序多孔陶瓷的硅藻土功能组装

传统的废水处理法在处理效率和经济效益方面都还存在比较多的问题，从去除率来看，其中最好的要算吸附法了。吸附法是利用多孔性的或比表面积大的固体材料吸附废水中的有害物质。吸附剂对废水中的污染物质的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附过程是放热过程，降温有利于吸附，升温有利于解吸。化学吸附是靠化学键力或氢键力进行的，其吸附过程是吸热过程，与物理吸附过程相反，升温有利于吸附。物理吸附和化学吸附往往共存于同一吸附过程中。

硅藻土具有独特的微孔结构，比表面积大、堆密度小、孔体积大，表面被大量硅羚基所覆盖，通常其颗粒表面带有负电荷，因此，在水溶液中可用于吸附金属离子、有机化合物、高分子聚合物，还可以吸附蛋白质。

实验采用硅藻土进行组装的配方如表3所示，对不同浓度的硅藻土组装的功能陶瓷膜的断口进行显微结构分析，结果见图4。

从图4中可以看出：当硅藻土的浓度为6%时，模板含有一定量的填充物，经过对高倍数的图片的观察，可以发现孔中的填充物为硅藻土，但填充效果不是很好，孔隙率还很大。当硅藻土浓度增大为7%时模板的填充效果得到了提高，孔隙率也比图4a要低，对其的高倍数图片进行观察可以看出填充物为硅藻土。当硅藻土浓度增加到8%时，模板的填充效果又得到了进一步的提高，对其高倍数的图像进行观察可以明显看出，孔中的填充物为硅藻土的片状和杆状结构，填充也较为充实。继续增大硅藻土的浓度到9%时，模板的填充效果反而降低，其原因可能是随着硅藻土浓度的增加，硅藻土与活性炭一样会发生团聚，多孔陶瓷膜对其产生了阻隔作用，从而使得孔隙率升高，组装效果不理想。同时，还发现部分孔洞没有独立开，形成连通的孔隙，一定程度上影响了有序多孔功能陶瓷膜的功能。因而可以得出，当硅藻土的浓度为8%时，其功能组装效率较高。

3.3有序多孔陶瓷的硅溶胶功能组装

硅溶胶是一种粒度在30nm左右的溶胶，其渗透性强，通过热处理后有纳米氧化硅产生，形成具有大比表面积的活性点和纳米孔，对吸附和截留重金属离子具有潜在的应用前景。

有序多孔陶瓷分别在纯硅溶胶中组装1~5次后,测定样品的孔隙率、纯水通量，结果见表4；样品的显微结构分析结果见图5。

由表4可以看出，随着硅溶胶组装次数的增加，有序多孔陶瓷膜的孔隙率逐渐减小，这是因为陶瓷膜中硅溶胶含量增加，造成孔直径减小所致.但纯水通量先是减小，后增加,呈现不规律变化，其具体原因还有待进一步的研究。

从图5中可以看出，随着硅溶胶组装次数的增加，有序多孔陶瓷膜的组装效率增大，出现大孔径变小甚至消失现象，这与孔隙率测试结果基本一致。但从其高倍显微结构分析，在组装1次后出现了硅溶胶经过高温处理后形成的纳米孔，这是实验设想需要得到的。因此，采用硅溶胶组装1次后，陶瓷膜具有较好的显微结构。

4 结 论

（1） 10%活性炭组装中其组装效率较高，也显示其对重金属离子的吸附能力可能会更好；

（2） 硅藻土的浓度为8%时，其功能组装效率较高；

（3） 采用硅溶胶组装1次后，陶瓷膜具有较好的显微结构。

参考文献

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[2] 周竹发,钦征骑.固液分离用微孔陶瓷过滤板的性能设计及制备 [J].

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[5] 李桂鑫,韩龙.新型高效过滤设备-陶瓷过滤机[J].国外金属矿选

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[7] 张洪震.活性炭吸附在环境治理中的应用[J].天津化工,1998,

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[8] 王爱平,刘中华.活性炭水处理技术及在中国的应用前景[J].昆

陶瓷过滤机篇8

【关键词】高温气体；除尘技术；研究

一、前言

近年来，我国在炼焦及煤发电行业中的污染日趋严重，高温气体除尘技术对于污染物的过滤具有很强的现实意义。我国在高温除尘技术上虽然取得了很大的进步，但是还存在各自的问题，在一定的条件下还需要对高温气体除尘技术进行深入研究。

二、必要性

目前，我国电力工业主要以火力发电为主，但其中的烟气净化主要是从环保方面考虑，要求不高，致使大量的热能和有用资源白白浪费掉。因此，在现代工业生产中，高温含尘气体的净化除尘技术对于相关行业来说就显的意义重大。高温气体除尘技术的研究开发始于上世纪70年代，传统的除尘方式多为湿法除尘，先将高温气体进行冷却，然后冷态下进行除尘，这样浪费了大量热资源。而高温气体的直接净化除尘技术是实现高温气体资源综合利用的关键技术，也是一项先进的环保技术。目前的直接高温除尘器主要有高温旋风除尘器，旋流式分离器（龙卷风除尘器），多管除尘器以及介质过滤除尘器等。

三、高温气体除尘技术概述

高温气体除尘技术的核心是保护后续工艺设备的顺利运行和气体净化。在诸多高温气体净化除尘工艺技术中，介质过滤净化除尘技术有许多显著的优点。在实际操作中，多采用圆柱型过滤器.过滤器的滤芯一般采用刚性陶瓷或金属多孔材料。介质过滤除尘工艺过程主要分为含尘气体的过滤、净化和过滤材料（介质）的再生两个阶段。目前，国内外开发的介质过滤净化除尘装置中，滤材再生大多采用与过滤方向相反的脉冲反吹气流对滤芯进行在线反吹，使滤饼脱落进入集灰室，以实现过滤元件的再生。在线脉冲反吹再生技术对维持滤芯正常工作和设备的连续运行起着重要作用，脉冲反吹再生条件的变化对滤芯寿命有很大影响。

四、高温气体除尘技术种类

1、陶瓷高温除尘技术

陶瓷过滤器属于高性能阻挡式过滤器，利用陶瓷材料的多孔性进行除尘。过滤方式是吸附、表面过滤和深层过滤相结合的一种过滤方式，过滤原理主要为惯性冲撞、扩散和截留。随着研究的逐步深入，陶瓷高温除尘技术取得了很大的进展，这主要体现在以下两个方面：

（1）过滤元件的多样化

多样化的过滤元件可以满足不同条件的除尘要求，主要有陶瓷纤维布袋过滤器、陶瓷纤维毯过滤器、试管式过滤器、蜂窝式过滤器。

（2）陶瓷材料的配方和制备技术的改进

改进的目标是改善陶瓷的韧性、延展性和抗热震性。制备技术从泡沫型到网眼型的改进，做到了在流体通过时，降低压力降，增大表面积，提高与流体接触效率，减轻重量。普通单质陶瓷过滤材料在产生小变形量时其应力就达到最大值，然后突然破裂。这种特点以及陶瓷材料固有的热传导性差的特点使得陶瓷过滤材料难以承受大的热负荷波动，即抗热震性差。

近年来，人们开展了大量的新型陶瓷过滤材料的研制，旨在提高陶瓷过滤材料的韧性和抗热震性。一项具有重大意义的研究进展是纤维复合陶瓷过滤材料制备技术的研制成功，它使得陶瓷过滤材料的韧性和延展性大大提高。

2、颗粒层过滤除尘技术

颗粒层过滤除尘器是利用物理和化学性质非常稳定的固体颗粒组成过滤层，通过惯性碰撞、扩散沉积、重力沉积、直接拦截、静电吸引的过滤原理实现对含尘气体的过滤，具有耐高温、持久性好等特点。颗粒层除尘技术对细微尘粒的捕集效率不高，大量过滤介质在床外循环，能耗大，磨损大。另外在大型化时，介质均匀移动和气流的均匀分布问题也还需要研究。

我国国电热工研究院研究开发了无筛移动逆流式颗粒层过滤器，进行了常压、高温除尘过程结构和参数优化实验研究；开发了颗粒层气体循环清灰系统；研究了尘粒在带电颗粒层中的振荡运动，提出了采用尘粒荷电和对颗粒层施加外电场的方法来提高细微尘粒除尘效率的方法，并从理论上证明了在一定条件下可行。

颗粒层除尘技术经过了由固定床层到移动床层的发展，移动颗粒层过滤除尘系统兼顾了除尘效率与过滤压力降，实现了过滤、清灰的一体化，易于大型化，适合高温高压气体除尘。目前，国际上普遍认为移动颗粒层过滤除尘是最有希望、最有发展前途的可用于IGCC和PFBC的高温除尘技术之一。

3、金属微孔过滤除尘技术

金属微孔过滤材料最大优势在于良好的耐温性和优良的机械性能，并且良好的韧性和导热性使其具有很好的抗热震性。此外，金属微孔材料还具有良好的加工性能和焊接性能。金属微孔过滤除尘目前还存在的问题是金属过滤材料一般在高温下会出现随着温度升高强度下降的现象，因此在使用过程中存在着最高温度的限制。

近年来国内外大力开展高性能金属过滤材料的研究。其中，FeAl金属间化合物和310S不锈钢（其中铜、镍含量高）以其突出的抗高温氧化和耐硫腐蚀性能而备受关注。如美国Mott公司和PaU公司生产的310S、Ineonel600（镍基合金）、FeAl金属间化合物等烧结金属滤管，耐温600-900℃；英国Povair公司、比利时Bekart公司、美国USfilter等公司分别开发了FeCrAl、Haynes230（镍、铬、钥、钨合金，耐高温，抗氧化）、HaynesZ14（镍铬合金，优良的抗氧化材料）等烧结金属纤维多孔材料。在烧结金属丝网方面最初有铜基合金、304不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢、188不锈钢、GH30高镍合金和GH44高温合金等过滤材料制品。目前，在一些工业发达国家已经开发出了Fe-Al烧结粉末和310S烧结金属丝网微孔材料。

4、旋风除尘技术

旋风分离器是利用含尘气体在高速旋转时所产生的离心力，将固体从气体中分离出来的干式除尘设备。由于它结构简单、无运动部件、制造安装费用较少、操作维护简便、性能稳定、受气体的含尘浓度和温度影响较小、压损中等、动力消耗不大，因此得到广泛的应用。其核心部件采用耐高温的陶瓷旋风子，利用烟气炉的砌筑方法，使高温烟气得到较好的除尘效果，并把温降控制在最小的范围之内，满足了工艺生产的需求。

为了延长旋风除尘器的使用寿命，提高除尘效率及满足耐高温、耐磨损的要求，人们对该项技术进行了一系列的改进。例如使用陶瓷材料制作核心部件旋风子和陶瓷多管旋风除尘器。由于该技术对粒径

5、静电除尘技术

静电除尘器原理为：在高压静电作用下使尘粒带有负电荷后，在电场力的作用下尘粒向带有正电荷的极板方向运动，当尘粒到达极板后放出负电荷，开始附着在收尘极板的板面上，形成灰尘集聚物。然后由振打装置敲击极板，对灰尘集聚物产生冲击力，使其脱落进人灰斗被排除。

静电除尘技术是一种高效的除尘技术，其优点明显。但目前应用在高温高压环境下除尘尚存在电晕稳定性、长时间运行时材料稳定性、材料的热胀性等问题。静电除尘器造价高，还存在对粉尘的比电阻和气体成分等性质的敏感性及电极的腐蚀等问题。因此，静电除尘技术用于较高温度的除尘还有一定的局限性。

五、结束语

由上文可知，通过对高温气体除尘技术及其研究进展的研究，明确了有效的高温除尘技术至关重要。随着科技的不断进步，我们要逐步完善高温除尘技术，使它有更广阔的工业应用前景。

参考文献

[1]姬宏杰.陶瓷高温除尘技术的研究进展[J].业安全与环保，2015（2）：17-20.