耐高温膜用于凝结水深度净化处理_翟建文

2009年第28卷增刊化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEEIRNGPROGRESS耐高温膜用于凝结水深度净化处理翟建文,罗敏,王东,吴祖志,吴大伟(GE基础设施集团水处理和工艺分离,北京10004)回收凝结水等工业高温废水,不仅实现了水资源的循环利用,而且还回收了热能,因此成为石化、化工等行业实现节水、节能和减排的重点工作。按照一般的估算,节能的价值远高于节水。由于凝结水等高温废水的主要来源于工艺过程中的蒸气冷凝液和工业软化水,硬度、碱度等溶解性无机物含量较低,污染物主要工艺介质泄漏、管道腐蚀和工艺接触污染等,与其它生产废水相比,杂质组分相对简单,易于回收利用。以炼化凝结水为例,其主要污染物是铁和油,所以炼厂凝结水的净化处理就是高温除油除铁。传统的凝结水处理工艺主要依靠活性炭吸附过滤,近年来还采用了敷膜过滤、阻截式除油、粉末树脂除油和功能纤维过滤等多种工艺。一些用户反应,这些工艺的运行费用(主要是滤料更换费用)比较高,还有运行稳定性等局限性。是与上述基于吸附、聚集原理的工艺方法不同,反渗透、超滤和纳滤技术等压力驱动膜分离技术只是物理分离过程,净化水在压力的推动下透过膜成为产品水,杂质则随浓缩液一起排除系统,所以绝大部分杂质不会在膜元件中滞留。膜分离系统的主要特点是工艺流程短、运行维护简便、化学品消耗少、运行稳定且节能环保,这也是反渗透技术取代离子交换成为主流除盐工艺的原因。耐高温分离膜是专「〕为高温流体的分离而设计的特种高性能膜,GE公司在10年前就开始批量供应Durathemr⑧耐高温系列膜,产品覆盖了微滤、超滤、纳滤和反渗透等整个膜过滤图谱。GE将分离膜产品和技术分为两个类型:一个类型是以除盐和除浊为目的的常规水处理应用,另外一个类型是针对各种各样的物料分离的工艺分离应用。凝结水除油除铁应用无论是温度还是油含量都超越了一般的水处理膜过程的应用范围,所以属于特殊工艺分离应用。耐高温的超滤膜、纳滤膜和反渗透膜都能够满足去除金属氧化物和其它溶解性杂质的目的。对于具有特殊耐污染结构的工艺分离膜而言,溶解油、乳化油不会对膜产生不可逆的严重污染,即便发生了少量的浮油污染,工艺分离膜系统的再生能力比较强,而且高温状况下清洗膜会更为容易。但考虑到凝结水回收工艺要像一般水处理一样稳定运行,维持较低的污染倾向和较长的清洗周期。目前GE公司产品线有耐高温膜Durathemr系列、油水分离专用MW系列以及专用吸油滤芯Myce坟系列产品可以作为凝结水回收系统的备选产品,耐高温纳滤膜和反渗透膜可以作为精处理,而吸油滤芯和MW超滤膜可以作为去除浮油的预处理手段。超滤、纳滤和反渗透都可以实现除油除铁,为了满足不同的原水水质,可以进行需要的工艺组合。1各种产品.l耐高温膜Durahterm⑧系列产品(见表1和图l)GE耐高温膜Duarthemr⑧系列产品在10年前就实现了商业化生产,在高温物料分离和热水处理方面有广泛的应用。普通的膜元件的持续操作温度必须低于50℃,如果超过此温度膜将很快丧失正常的性能。GE公司凭借其强大的膜技术研放能力开发出耐高温膜元件:Durhatemr系列,其主要应用于:食品和饮料,制药,电子等行业中。耐高温膜元件代表了卷式膜元件技术的一个重要的高端发展方向,最低序号的耐高温膜是等同于可热水消毒的卫生级膜元件。要能够在连续的高温运行和启动/停机的温度冲击中保持稳定的力学性能和优良的分离性能,耐高温膜采用了各种特殊耐高温材料和结构设计。如普通膜元件的为玻璃钢外套、PPO工程塑料端板和中心管,而耐高温膜采用0气一n`一nU气创Ot才,了`U`U哎g、侧羽5013.717.120.523.927.330.734.137540乡操作压力七ar图1耐高温膜的基本特性化工进展2009年第28卷膜型号连续工作温度表l耐高温膜nuratherm。系列产品*应用描述DurahtemrHWS*〔50℃DurahterlllSTD*(70℃DuarhtenllPRO*(70℃D世ahtemrExee毛80℃DUmhtefl刀Elet〔90℃该产品可耐90℃热水循环消毒,用于代替传统的化学品膜消毒方法该产品用于一些洁净性的热水应用领域,例如:蒸发器和锅炉的冷凝水的脱盐、除硅等该产品用于一些高温料液的浓缩分离应用领域该产品采用宽流道设计,处理含有大量悬浮物的料液时,膜压降极低,同时提高了膜的在线清洗(CIP)能力该产品优异的设计可满足各种极端高温应用领域注:表中是使用温度分类的,如果按照膜的分离性能,微滤、超滤、纳滤和反渗透膜都有耐高温型号。了特制的笼状外套,端板和中心管材料有聚枫和3161不锈钢两种。耐高温膜元件的关键技术在于高温下膜性能的稳定性(退火缩孔等)和粘接剂及卷制成型工艺。图1中膜元件的最高允许运行压力随着介质温度的增加而降