一次盐水过滤无机膜（陶瓷膜）到底能不能用？

本帖最后由 sunjl1981 于 2013-1-6 22:32 编辑



计划上30万吨离子膜，原盐为精制真空制盐，盐的质量很好：氯化钠：99%，钙镁小于0.07%。我单位有2种意见，一是从资料及无机膜厂家提供信息看：九思膜的投资和运行成本比有机膜小，比较倾向使用无机膜。二是担心实际运行成本比有机膜高，特别是膜的寿命，最担心的是盐水是离子膜的根本，一次盐水不正常，必然影响整个系统的正常运行，倾向使用成熟的有机膜过滤装置。
这就是投资者与生产一线人员的矛盾。希望使用无机膜（陶瓷膜）的氯碱厂家专业技术人员（最好是参与建设，调试、管理）把规模、投资（含土建）、运行成本告知一声，谢谢！！！！




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陶瓷膜工艺处理一次盐水是一项新的盐水过滤工艺技术。该技术利用了无机陶瓷膜独有的物理化学特性，采用高效的“错流”过滤方式，使原盐经化盐溶解和加入精制剂纯碱和烧碱并充分反应后生成悬浮粒子，直接送入九思膜过滤器进行三段过滤分离，达到盐水精制的效果。相比有机膜过滤,该技术有具工艺流程短，占地小和投资省等优势，是未来一次盐水处理技术的发展方向。但是经过一些了解和调查,该工艺目前运行状况欠佳，国内有一家设计院也曾对陶瓷膜工艺作了些调查，认为该工艺目前还不成熟，有待完善。
一、        投资成本和运行成本（无预处理器和不加次氯酸钠情况下）
1、由于陶瓷膜的处理工艺主要是以大部分盐水循环过滤的工艺技术。因此盐水循环泵的功率在陶瓷膜运行成本中占很重部分。目前国内使用最广的凯膜和戈尔膜的盐水强循泵功率配备与流量的比值大约在0.5:1；陶瓷膜的盐水循环泵功率配备与流量的比值在1:1。单从此项上看陶瓷膜的运行成本并不优于凯膜和戈尔膜。但是陶瓷膜使用的工艺是直接将反应桶内的盐水打到过滤器过滤，不需要预处理器，不需要分步反应，减少了一次性投资是陶瓷膜的优势。因此，对比投资费用，陶瓷膜有较好的优势。
2. 南京九思估算,因设备少，投资省，30万吨/年离子膜烧碱规模一次盐水陶瓷膜工艺比有机膜工艺可节省1100万元的投资费用，运行费用每年可节约近200万元。但据氯碱行业一些企业估计，30万吨/年离子膜烧碱规模一次盐水陶瓷膜工艺比有机膜工艺可节省400万元的投资费用，运行费用每年反而高出73万元左右，这与陶瓷膜的数据有些出入。
3.以上数据基于无预处理器和不加次氯酸钠条件，预处理的作用主要去除 Mg2+和有机物,氢氧化镁是絮状物,当它含量高时,不管是有机膜还是无机膜都会被堵塞,实事上有机膜过滤也有在无预处理器条件下运行状况很好的,条件是盐水含Mg2+很低， 所以陶瓷膜工艺要取消预处理器也是要有条件的。另外，陶瓷膜称克服了对有机物的敏感，但是实际厂家都对盐水加入了次氯酸钠，这与陶瓷膜厂家宣传的不一样，经过与使用厂家交流，主要是为了消除有机物对膜使用性能的影响【加次氯酸钠目的还有去除有机胺】。
基于以上分析，如果陶瓷膜工艺也要有预处理器和加次氯酸钠，那它的投资就不会有优势，运行费用将比有机膜法更高。
二、陶瓷膜在使用过程中存在的问题
在于陶瓷膜使用厂家的交流中，不同厂家均遇到膜断裂的现象。造成膜断裂的原因主要有两种：一是由于阀门故障或操作不当产生了气锤现象，二是因为先期装置的外壳主要采用钢衬PO为主，由于衬PO与外壳热胀冷缩不一致，在50~60℃的运行温度下产生鼓泡，将附近的膜管涨裂。分析这两种引起膜断裂的原因，陶瓷膜生产厂家已采取一定措施解决。如加入程控阀和联锁控制解决气锤现象产生；在山东恒通，已将一套装置外壳改为全钛等措施。由于，改装后装置的运行时间不长，具体的效果还不能下结论，但是改装过后的装置没有发生过膜断裂现象。
三、对陶瓷膜考察感受总结和分析目前使用陶瓷膜需要解决的问题
陶瓷膜精制盐水工艺是一种正在发展中的工艺。精简的工艺，较少的设备是到陶瓷膜使用厂家的统一感受。使用此工艺需要进一步了解一下几个方面的问题：
1.陶瓷膜工艺的安全性和可靠性问题
目前, 陶瓷膜工艺目前还不完全成熟，有待完善,它的不加预处理器和不加药剂说法,要看盐水的条件,所以在决定是否使用之前,要先慎重核实本企业盐水的条件及未来盐水的变化情况 。
2.需要明确陶瓷膜的使用寿命。
据了解，陶瓷膜过滤管中真正起过滤作用的部件是烧结在陶瓷管壁上的一层氧化锆。氧化锆的使用寿命直接影响到陶瓷膜管的寿命。氧化锆层是否会随着不断的酸洗、反冲以及盐水冲刷而逐渐变薄甚至脱落？有氯碱厂家反应膜使用不久就有被划破的现象，在这一点上厂家保证膜的使用寿命为5年。
3.如何发现膜断裂，以及处理时间。在陶瓷膜使用过程中，均发生过膜断裂，甚至出现一台过滤管中只剩一两根膜管没有断裂的现象。目前，主要是通过在清夜出口安装浊度仪进行监测，以此判断是否发生膜管断裂。出现大面积膜管断裂，陶瓷膜厂家解释的主要是膜管与过滤管中花板连接处使用的是两密封圈密封，当有一根膜管断裂后，如果没有及时的发现，继续大流量流入过滤器中，造成膜管在过滤管中晃动，将相邻的膜管敲断。这样一根敲断两根，两根敲断四根，很快就会将膜管全部损坏。因此，及时的发现断膜和控制处理时间对膜管和系统的安全具有很重要的影响。
4.目前运行厂家中，对板框压滤机的要求很高，有的厂家将板框压滤机安装在了主流程上，作为主要设备（如九江新康达）。山东恒通配备了很大面积的板框压滤机（80kt/a配备2×500㎡板框）。因此，陶瓷膜工艺如何与板框的面积配对，是需要解决的问题。
5，膜管的运输问题。现在陶瓷膜厂家供应成套设备时均是在工厂安装好后运输到使用厂家。因此，在运输过程中难免会造成膜管的损坏。因此建议厂家安装过滤膜管时能做到现场安装。
6.膜更换不可替代问题
目前国内陶瓷膜工艺仅南京九思一家,膜的更换没有可选择性也是要考虑的问题。

以上资料是朋友提供，欢迎驳斥和技术支持。

任何工艺都有好的一面和不好的一面，这要看本地区的原盐情况，

我公司三十万吨的项目就是选的陶瓷膜。楼主不知去考察了吗？你的很多问题其实都可以和用户交流时得到答案。比如板框，山东那家我们去了好几次，交流的也很充分，他们是利用PVC车间淘汰的板框压滤机，面积太大，有时三天才卸一板泥，后期进水量小。这并不是陶瓷膜工艺的缺点，只是这家企业不愿意购置合适的板框。
九江那家板框前置，让我耳目一新，的确有特点。可惜久吾公司为了推广技术，节省能耗，后面的项目都没设计板框前置的工艺。

我们考察取样检测，陶瓷膜工艺的出水质量的确优于我们现有工艺，如此好的盐水很让我们搞技术的羡慕。楼主的公司使用精制盐，采用陶瓷膜工艺应该很好，好的盐水会延长二次盐水再生周期，延长离子膜的寿命，一劳永逸。

如果楼主原盐质量能保证，无机膜应该没有问题
如果用膜法除硝，盐泥量是很少的，估计半个月才用拉一次板框

1、        关于能耗的对比：
现以20W吨/年烧碱的一次盐水分别按照凯膜/戈尔膜工艺及九思膜工艺来进行泵的选型，其中相同部分的泵不在此表，泵的选型全部参照杭州碱泵的型号来进行。
A、凯膜/戈尔膜工艺
名称        型号        泵厂家        流量            扬程                      轴功率                     台数
三氯化铁溶液泵        IFK80-65-125        杭州碱泵        25        5        0.64        1
三氯化铁提升泵        IFK50-32-160        杭州碱泵        13        32        3.24        1
加压泵        IJ175-150-450        杭州碱泵        240~360        48~67        73.8        1
供料泵        IJ150-125-250        杭州碱泵        150~300        13~23        15.1        1
总计                                        92.78        
B、九思陶瓷膜膜工艺
陶瓷膜采用3台100M2的陶瓷膜过滤器，单台循环流量280M3
名称        型号        泵厂家        流量        扬程        轴功率        台数
供料泵        IJ150-125-250        杭州碱泵        150~300        13~23        15.1        1
循环泵        IJ175-150-250        杭州碱泵        240~360        13~21        24.7        3
总计                                        89.2        
另凯膜/戈尔膜工艺用的是自流式盐水高位槽进过滤器，如果采用泵加压直接过滤的话，那能耗将比上述工艺高很多，因为采用泵加压过滤，凯膜过滤器会设置一个回流阀（3#）回流至中间槽，如果不设置回流阀，随着过滤时间的进行、过滤通量的衰减，过滤压力会升高，而凯膜/戈尔膜过滤器在过滤压力达到0.15mpa的时候会自动停机。
2、关于预处理器的问题
凯膜工艺确实可以不使用预处理器，但其前提是在镁含量相当低，近似于没有的情况下的，鉴于你们公司所使用的真空制盐，盐的品质是没有问题的，完全可以不使用预处理器而采用凯膜工艺，但是一旦用盐发生变化，就会出现问题。另外真空制盐的成本相对于其他盐种来说是相当高的，请问你们公司确定一直使用真空制盐？如果在某一时刻真空制盐的价格上涨，你们公司可能迫于成本的压力而使用其他盐种，但是没有预处理器系统将无法运行，我相信在这样的情况下，你们公司将处在一种很尴尬的境地。
而九思膜过滤器在无论是含镁高低的情况下均不需要设置预处理器，目前久吾公司的九思膜过滤器有2套运用于钾碱行业，其使用的钾盐多为国产盐，国产盐中含镁极高，有的时候钙镁比甚至在1：5左右，运行效果依然良好。
3、陶瓷膜使用寿命问题
    久吾公司承诺的陶瓷膜过滤元件的使用寿命是5年，膜管的冲刷大多是由于粗过滤不彻底引起的，现在久吾公司采用的粗过滤器是久吾公司自行生产的Φ1mm、厚1mm的钛网过滤滤芯。已彻底解决粗过滤不彻底的问题。
4、膜更换不可替代的问题
    久吾公司是基于南京工业大学为依托的企业，所有技术均掌握在中国人手中，绝对不会被国外技术制约，所生产的陶瓷膜具有完全的知识产权。

一直担心九思膜过滤器的能耗比有机膜的能耗高，看了楼上的能耗对比，我回家后也对照杭州碱泵的泵型号和参数，发现情况基本与楼上所述相同，两者之间相差不大，而如果有机膜采用泵将盐水送入过滤器过滤的话反而功率更大，因为用泵的话有机膜过滤器会设置一个手动回流阀（并不是楼上所说的3#阀），所以能耗增加。
   杭州碱泵的性能参数对照表可以再其官网上查到，各位有兴趣不防去查下
另外鉴于楼主所说的这种情况，如果贵公司不管在什么情况下都使用真空制盐的话，可以上不带预处理器的有机膜一次盐水，但是这样一来贵公司将会受到相当严重的原盐质量制约，如果一旦真空制盐质量下降或者贵公司从成本考虑不使用真空制盐而采用工业盐或者海盐，那么没有预处理器的有机膜系统是无法运行的。

陶瓷膜与戈尔膜的过滤原理不一样，前者为错流过滤，即它有一个平行于膜面的大流速，在其冲刷下膜面不会形成滤饼层，运行平稳；而后者为死端过滤，在随着过滤时间的延长，杂质聚住友膜面，运行时要进行反冲，此时过滤停止工作，滤液反向流动将滤饼冲刷下来后，再进行过滤操作。因此属于间断操作。
    膜更换不可替代的问题，也是用户需要考虑的，虽然有质保期，但质保期过后，膜管更换如果被一个供货单位所控制，价格就下不来。因此建议用户选用无机膜比较通用的规格，主要是外型尺寸（外径、长度）、膜通道数等（目前外径通用的有41mm，37通数，长1m;或和、外径25，19通道等，防止供货商选用独家规格的。