水玻璃液的過濾應(yīng)用
發(fā)布日期：2020-03-20 09:10:26
相關(guān)設(shè)備-微孔過濾機(jī)
水玻璃即硅酸鈉，俗稱泡花 堿，是一種水溶性硅酸鹽，其水溶液俗稱水玻璃，是一種礦黏合劑。其化學(xué)式為R2O·nSiO2，式中R2O為堿金屬氧化物，n為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值，稱為水玻璃的摩數(shù)。建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液。(Na2O·nSiO2)
上游原料:1,4-萘醌、純堿、二氧化硅、硅膠、硅砂、硫酸、硫酸鈉、煤、燒堿、碳酸鈉、重油
下游產(chǎn)品:膏狀氣刀涂料高嶺土、填料高嶺土、粉狀速溶硅酸鈉、改性硅酸鈉、硅酸鋰、偏硅酸鈉、偏硅酸鈉(五水)、二氧化硅、聚乙烯醇水玻璃內(nèi)墻涂料、內(nèi)外墻涂料、鉻酸鉛、硅酸鈉、肥皂、合成洗衣粉、洗衣膏
水玻璃的質(zhì)量直接關(guān)系其后續(xù)產(chǎn)品（如白碳黑、硅膠等）的品質(zhì)，提高水玻璃的澄明度對(duì)提高其后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量可起極重要的作用。
水玻璃通常非?；鞚幔扯容^大，雜質(zhì)較多，采用傳統(tǒng)的過濾材質(zhì)，如各種濾布、濾網(wǎng)、濾氈或深層分散濾材（如石英砂、無煙煤、纖維球或纖維層等），均遇到再生清洗麻煩，或過濾效率不穩(wěn)定等弊病。目前國(guó)內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的水玻璃的濁度非常高，傳統(tǒng)的過濾材質(zhì)難以有效解決，必須找到新的高效率精密過濾技術(shù)，提高產(chǎn)品的澄明度，方能確保后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量。
一． 高分子精密微孔過濾技術(shù)的主要特點(diǎn)：
1. 過濾效率高：可過濾0.5μm以上的微粒，過濾效率非常高，對(duì)水與水溶液類液體，0.5μm微粒的過濾效率接近100%，0.3μm的微粒也可大部分被濾住。
2. 濾餅效率高：由于微孔過濾管是剛性，機(jī)械強(qiáng)度比較好，采用0.6Mpa的壓縮氣體反吹法，可將微孔管外表面的較干濾餅很輕便地反吹卸除，排渣效率很高。
3. 效率高：采用“氣—水混合流反吹法”可將堵塞在微孔管內(nèi)的微粒絕大部分反吹出來，再生效率很高，使微孔過濾管能長(zhǎng)期連續(xù)使用，使用期至少一年，一般可達(dá)二至三年。
4. 腐蝕性能高：可耐酸（除非98%濃硫酸）、耐堿、鹽及70℃以下絕大部分有幾溶劑。
5. 微孔過濾機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作機(jī)械化程度高安裝維修與維護(hù)輕便。
主要缺點(diǎn)：微孔過濾管耐溫不高，其中微孔PE管不超過80℃，微孔PA管不 110℃。
二． 水玻璃的精密微孔過濾試驗(yàn)：
做了一系列的精密微孔過濾試驗(yàn)，以觀察在不同條件下濾液濁度與濾速的變化。
(一) 試驗(yàn)一：要求濾液在3NTU左右的試驗(yàn)。
原料來源：取自上海某某化工廠的水玻璃商品。
原精濁度：47.5NTU No.1試驗(yàn)條件：
微孔過濾管型號(hào)：PSIT 過濾面積：77.6cm 2
試驗(yàn)料液：原料液以水稀釋5倍，濁度為13.8NTU。
過濾溫度：常溫（粘度為3.25厘泊），PH值：>11。
過濾壓差：0.015~0.025Mpa，試驗(yàn)結(jié)果見表一
表一、水玻璃的精密微孔過濾試驗(yàn)結(jié)果
|
累計(jì)濾液體積(升) |
累計(jì)過濾時(shí)間(秒) |
平均濾速(m3/m2h) |
混合 (NTU) |
|
2 |
— |
— |
2.88 |
|
4 |
1980 |
0.94 |
|
4.5 |
2730 |
0.77 |
|
7 |
3960 |
0.82 |
|
7.5 |
4320 |
0.82 |
No.2、試驗(yàn)條件，基本條件同No.1，唯一不同是：
試驗(yàn)料液濁度：13.3NTU 過濾壓差：0.025~0.03Mpa
試驗(yàn)結(jié)果見表二
表二、水玻璃過濾試驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
累計(jì)濾液體積(升) |
累計(jì)過濾時(shí)間(秒) |
平均濾速(m3/m2h) |
混合 (NTU) |
|
2.5 |
375 |
3.10 |
2.15 |
|
4 |
780 |
2.40 |
|
5.5 |
1500 |
1.70 |
|
6 |
1860 |
1.50 |
|
6.5 |
2340 |
1.30 |
|
7 |
2640 |
1.20 |
|
7.5 |
2955 |
1.18 |
|
8 |
3360 |
1.11 |
|
8.5 |
3900 |
1.01 |
|
9 |
4620 |
0.90 |
(二) 試驗(yàn)二：要求濾液濁度不超過1NTU的試驗(yàn)
原料來源：取自上海某某廠生產(chǎn)的水玻璃
原料液濁度：39NTU No.1試驗(yàn)條件
微孔過濾管型號(hào)：PS2T 過濾面積：77.6cm 2
試驗(yàn)料液：原料液不稀釋，濁度仍為39NTU
過濾溫度：60~65℃，PH值 〉11
試驗(yàn)結(jié)果表3與表4
表3、水玻璃精密微孔過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
累計(jì)濾液體積（ml） |
累計(jì)過濾時(shí)間（s） |
過濾壓差（Mpa） |
平均濾速（m3/m2h） |
濾液濁度（NTU） |
|
50 |
1520 |
0.0059 |
0.0153 |
3.19 |
|
100 |
2885 |
0.0088 |
0.0161 |
0.71 |
|
150 |
3360 |
0.0234 |
0.021 |
0.88 |
|
6300 |
4309 |
0.0434 |
0.0323 |
0.53 |
|
450 |
5349 |
0.0691 |
0.039 |
0.26 |
|
600 |
7149 |
0.0691 |
0.039 |
0.27 |
表4、水玻璃精密微孔過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
累計(jì)濾液體積（ml） |
累計(jì)過濾時(shí)間（s） |
過濾壓差（Mpa） |
平均濾速（m3/m2h） |
濾液濁度（NTU） |
|
100 |
753 |
0.024 |
0.062 |
1.53 |
|
150 |
1868 |
0.038 |
0.062 |
0.51 |
|
400 |
3048 |
0.052 |
0.061 |
0.61 |
|
600 |
4090 |
0.066 |
0.068 |
0.53 |
|
750 |
5332 |
0.066 |
0.065 |
0.47 |
|
900 |
6777 |
0.066 |
0.062 |
0.46 |
|
1000 |
8437 |
0.066 |
0.055 |
0.34 |
(三) 試驗(yàn)三：進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)6.5小時(shí)的連續(xù)精密微孔過濾試驗(yàn)，以了解過濾速率與濾液濁度的連續(xù)的變化。
原料來源：取自上海某某化工廠生產(chǎn)的水玻璃產(chǎn)品。
原料液濁度：65NTU
試驗(yàn)液濁度：原料液以水稀釋8倍，試驗(yàn)液濁度為25.4NTU。
微孔過濾管過濾面積：PA—4T 微孔過濾管過濾面積：58cm 2
過濾溫度：常溫，PH值：>11
試驗(yàn)結(jié)果見表5
表5、水玻璃長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)精密微孔過濾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
累計(jì)濾液體積（L） |
累計(jì)過濾時(shí)間（h） |
平均濾速（m3/m2h） |
濾液濁度（NTU） |
|
0 |
0 |
0 |
65 |
|
0.15 |
0.0053 |
1.75 |
11.8 |
|
0.6 |
0.039 |
0.95 |
— |
|
0.95 |
0.091 |
0.64 |
— |
|
1.35 |
0.21 |
0.39 |
8.95 |
|
1.95 |
0.68 |
0.18 |
2.45 |
|
2.75 |
1.97 |
0.086 |
1.2 |
|
3.3 |
3.18 |
0.064 |
0.76 |
|
4 |
4.99 |
0.05 |
<0.76 |
|
4.55 |
6.5 |
0.043 |
<0.76 |
還進(jìn)行將65NTU水玻璃原液以水稀釋10倍、15倍與20倍，分別已不同微孔孔徑，不同壁厚的微孔過濾管進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)7~9小時(shí)的連續(xù)過濾試驗(yàn)，以測(cè)定其平均濾速與濾液濁度的變化。由于數(shù)據(jù)非常多，本文不再敘述。
由表1至表5等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，采用不同的微孔過濾孔徑，不同的過濾壓差，可將各種濁度的水玻璃通過精密微孔過濾獲得所需澄明度，以滿足生產(chǎn)上不同需要。
技術(shù)支持：
如何選擇過濾設(shè)備—工況調(diào)查表
常見流體的粘度；
常見顆粒物的大小及設(shè)備選型參考；
常見流體化學(xué)適應(yīng)性表；
選擇過濾精度時(shí)微米和目數(shù)的關(guān)系；
常見管道尺寸對(duì)照表；
如何挑選合適的過濾袋-過濾芯；
過濾機(jī)理和形式；
過濾行業(yè)中的常用術(shù)語(yǔ)；
過濾行業(yè)常見的單位換算；
過濾的種類及模式；
過濾行業(yè)中的一些名詞定義；
常見顆粒物粒徑大小；
常用壓濾機(jī)濾布分類；
過濾機(jī)理；
幾種過濾方法能耗分析；
幾種金屬顆粒和化合物粒徑分布；
顆粒尺寸和對(duì)應(yīng)的過濾分離方式;
