黏胶纤维碱液回收系统陶瓷膜滤芯的质量检测_岳芳艳.pdf

设备与控制合成纤维工业，（）：收稿日期：；修改稿收到日期：。作者简介：岳芳艳（），女，化工工程师、化学检验工 高级技师，一直从事质量管理工作。：。黏胶纤维碱液回收系统陶瓷膜滤芯的质量检测岳 芳 艳（库尔勒中泰纺织科技有限公司，新疆 库尔勒 ）摘 要：黏胶纤维生产过程中，陶瓷膜滤芯是碱液回收系统的核心设备，其质量对系统过滤效率有很大影响。介绍了一种陶瓷膜滤芯质量检测工具，由检测筒体和压力检测装置组成。检测筒体为直径 、长度 的不锈钢筒体，滤芯安装在筒体内，两端通过密封法兰及密封圈密封；压力检测装置由一块压力表与三通一端连接，三通第二端连接一个球阀，第三端与检测筒体接口相连。检测时将压力检测装置与检测筒体相连，通入 压缩空气，观察压力表的变化，通过压力降低速度即可判断膜组内滤芯是否有破损现象。该工具结构简单，可以快速有效地甄别陶瓷膜滤芯的质量。关键词：黏胶纤维 陶瓷膜滤芯 质量 检测中图分类号：文献标识码：文章编号：（）黏胶纤维是最早投入工业化生产的纤维素纤维之一，具有吸湿性好、易于染色、不易起静电、可纺性好等特点，被广泛应用于各类纺织、服装等领域。黏胶纤维生产过程中，浆粕首先与碱液作用生成碱纤维素，然后碱纤维素经压榨、除去多余碱液、粉碎、老成，再与二硫化碳作用，生成纤维素黄酸酯，而后将纤维素黄酸酯均匀地溶于稀碱液中即制得黏胶。浆粕浸渍后的碱液一般称为二次碱（相对于原碱），半纤维素含量偏高，会影响浆粕碱浸渍时半纤维素的溶出，所以必须从生产系统移出，但移出的碱液浓度很高，直接去往污水处理，处理成本高且污染环境。碱液回收系统可将二次碱中的半纤维素与碱液有效分离，彻底解决黏胶生产废碱的处理难题，被各黏胶企业广泛采用。陶瓷膜滤芯是碱液回收系统的核心设备，其质量对系统过滤效率有很大影响，且成本较高，因此对陶瓷膜滤芯的质量进行检测十分必要。公布了一种管式陶瓷微孔滤膜元件及其测试方法，但该方法检验时间长，且要用到氮气。作者制作了一种陶瓷膜滤芯质量检测工具，该工具结构简单，可以快速有效地甄别陶瓷膜滤芯的质量。碱液回收系统工艺流程碱液回收系统由纳滤膜系统、陶瓷膜系统、干燥系统组成，见图。图 碱液回收系统工艺流程 首先，二次碱经预处理后加水进入一级纳滤膜系统，控制一级浓缩液碱浓度在 ，半纤维素含量在 ，静液半纤维素含量不高于 ，经过分离后，静液进入生产系统回用；一级浓缩液经稀释后进入二级纳滤膜系统，控制二级浓缩液碱浓度在 ，半纤维素含量在 ，静液半纤维素含量不高于 ，经过再次分离后，静液进入生产系统回用，二级浓缩液进入陶瓷膜系统。纳滤膜分离运行过程中，膜组运行温度控制在 。二级浓缩液进陶瓷膜系统之前加入硫酸中和，控制中和液的 值 ，使半纤维素析出形成胶体溶液，而后胶体溶液进入陶瓷膜系统进行浓缩，浓缩过程控制浓缩液的半纤维素含量在 ，料液经进料泵进入浓缩脱盐设备，在循环泵作用下，粒径较小的水及溶解在其中的硫酸钠等无机盐透过膜表面进入滤液侧，相对分子质量较大的半纤维素胶体则被截留进入浓缩液侧，浓缩过程中通过不断加入透析水使浓缩液侧的硫酸钠等无机盐不断透出进入滤液。浓缩过程中膜组的运行跨膜压差不超过 、运行温度 。最后，将浓缩液送入喷雾干燥系统高温烘干得到固态半纤维素。干燥系统出风温度在，喷雾干燥塔塔压在 。陶瓷膜运行过程中存在的问题陶瓷膜分离工艺是一种“错流过滤”形式的流体分离过程，原料液在膜管内高速流动，在一定的压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组成的混浊液被膜截留从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。陶瓷膜外压式过滤装置工作原理见图。图 陶瓷膜外压式过滤装置工作原理 过滤时，通过泵将过滤物打入过滤器内，清液透过陶瓷膜经支撑体内孔进入集液管内，物料中的固体物被截留于膜表面形成滤饼。反清洗时，靠压缩空气带动清液进行反冲，液体瞬间逆向流动将滤饼从膜表面去除，并沉降至过滤器底部，当达到一定量时迅速从底部排出。库尔勒中泰纺织科技有限公司陶瓷膜系统采用进口德国阿泰细技术开发有限公司的陶瓷超滤膜装置组成，用于截留半纤维素等固体物质，共有 组陶瓷膜设备，每组由 个 陶瓷膜组组成，采用 并 串的方式组合。陶瓷膜组的参数见表。表 陶瓷膜组的参数 项目 参数膜壳材质 不锈钢膜壳外径 膜芯安装数量 支单个组件膜面积 单个组件设计流量（）密封方式 型圈密封运行方式错流过滤操作跨膜压差 操作温度 耐受 值最大压力 最大温度 陶瓷膜系统运行过程中，膜操作压力为 ，当跨膜压差升高至 以上时，即需要停车后用化学清洗剂在线清洗恢复性能。但陶瓷膜系统连续运行 年后，系统的第 期 岳芳艳 黏胶纤维碱液回收系统陶瓷膜滤芯的质量检测清洗频率会增加，出现膜破损情况。膜滤芯制作精密、成本昂贵，每根滤芯采购价在 万元左右，现场运行共计 支陶瓷膜，若更换的膜滤芯有缺陷，将会影响正常的工艺生产，同时造成经济损失，因此，必须对新采购的膜滤芯的质量进行检测。陶瓷膜滤芯质量检测工具的结构及检测原理陶瓷膜滤芯质量检测工具结构简单，由不锈钢检测筒体和压力检测装置组成。检测筒体的结构如图 所示，由一个直径、长度 的不锈钢检测筒体组成，膜滤芯安装在筒体内，两端通过密封法兰及密封圈密封。图 检测筒体结构示意 压紧螺栓；密封圈；陶瓷膜滤芯；密封法兰；筒壁；检测装置接口 压力检测装置如图 所示，由一块压力表与三通一端连接，三通第二端连接一个球阀，第三端与检测筒体接口相连。图 压力检测装置示意 检测压力表；控制球阀；筒体接口；气源进口 检测时，将压力检测装置与检测筒体相连，通过气管接通 压缩空气，打开图 中的控制球阀，向筒壁内注入压缩空气后迅速关闭球阀，同时观察压力表的变化，通过压力降低速度判断膜组内膜芯是否有破损现象，取出待测膜滤芯观察是否在此压力下有无明显损伤，以此来判断膜滤芯质量。陶瓷膜滤芯质量检测工具的应用采用陶瓷膜滤芯质量检测工具对新采购的 支膜滤芯（标记为 试样）进行检测，其结果见表。从表 可以看出：、膜滤芯试样测试时，在 内压力仅下降 ，说明膜滤芯完好；而、膜滤芯试样测试时，压力急速下降，内压力即降为零，由此判断膜滤芯破裂，说明制作的陶瓷膜滤芯质量检测工具可以快速有效地甄别陶瓷膜滤芯的质量。表 滤芯试样质量检测结果 滤芯试样测试初始压力 测试开始时间测试记录时间测试结束压力 判断：正常：正常：正常：正常：正常：正常：正常：正常：异常：破损：异常：破损 结论 陶瓷膜滤芯是黏胶纤维碱液回收系统的核心设备，其质量对系统过滤效率有很大影响。制作的陶瓷膜滤芯质量检测工具由检测筒体和压力检测装置组成。检测筒体为一个直径、长度 的不锈钢检测筒体，滤芯安装在筒体内，两端通过密封法兰及密封圈密封；压力检测装置由一块压力表与三通一端连接，三通第二端连接一个球阀，第三端与检测筒体接口相连。制作的陶瓷膜滤芯质量检测工具结构简单、检测时间短，可用于黏胶纤维碱液回收系统陶瓷膜滤芯的质量检测。参 考 文 献 宋杰 黏胶纤维市场现状与发展前景探索 当代化工研究，（）：李佐深，谢鑫成，凌新龙 阻燃黏胶纤维的研究进展 纺织科学与工程学报，（）：柳胜斌 黏胶纤维生产技术及应用综合分析 化工管理，（）：盛宁，孙立奎 自黏胶纤维生产废碱中回收碱液和半纤维素工艺 人造纤维，（）：合 成 纤 维 工 业 年第 卷 姚萌，方永珍，朱丽香，等 黏胶纤维行业碱回收工艺中纳滤膜的清洗研究 膜科学与技术，（）：，张化文 黏胶纤维废碱液纳滤回收装置技术运行分析绿色科技，（）：，高正源，刘洋志，任俊州，等 基于计算流体动力学的陶瓷膜过滤过程模拟研究进展 材料导报，（）：蒲荣辉，蔡玉兵 陶瓷膜在盐水精制技术改造中的应用 中国氯碱，（）：国家海洋局 管式陶瓷微孔滤膜元件：北京：中国标准出版社，（，）：，：；国内外动态日本 年 月化纤生产与库存概况 日本化纤协会 年 月 日新闻稿发表了日本 年 月的化学纤维生产与库存概况。（）生产动向化学纤维产量 ，同比下降 。其中，合成纤维产量 ，同比下降 。从主要品种看，锦纶长丝同比增长 ，为 ；腈纶短纤维同比下降，为 ；涤纶长丝同比下降 ，为 ；涤纶短纤维同比下降 ，为 。（）库存动向化学纤维库存 ，环比下降 ，同比增长。其中，合成纤维库存 ，环比下降 ，同比增长 。从主要品种看，锦纶长丝 ，环比下降 ；腈纶短纤维 ，同比增长 ；涤纶长丝 ，同比下降 ；涤纶短纤维 ，同比下降 。（通讯员 王德诚）开祥化工 装置产出纺丝级合格产品 年 月 日，河南开祥精细化工有限公司聚对苯二甲酸丁二醇酯（）聚合装置产出纺丝级 合格产品，这标志着该公司单套产能最大的 聚合装置成功开车生产，也标志着该公司 系列产品项目正式进入装置对接阶段。该公司坚持高端化、多元化、低碳化发展方向，利用自主知识产权的直接酯化法生产工艺，于 年 月开工建设 系列产品项目。项目建成后规划生产的、聚丁二酸丁二酯（）、聚己二酸 对苯二甲酸丁二酯（）等产品可广泛应用于纺丝、光缆、薄膜、可降解塑料等领域，符合国家产业发展政策，具有广阔的市场前景。（通讯员 钱伯章）长盛科技 高性能碳纤维碳化线项目签约 年 月 日，长盛（廊坊）科技有限公司（简称长盛科技）高性能碳纤维碳化线项目 总承包合同签约仪式在中国化学赛鼎宁波工程有限公司（简称赛鼎宁波）举行。高性能碳纤维是与国民经济和国家安全密切相关的战略物资，已广泛应用于国民经济的诸多领域，具有广阔的市场前景。目前，我国国内高性能碳纤维产品短缺，扩大高性能碳纤维产品产能已是当务之急。本次签约是赛鼎宁波与长盛科技合作的新起点。在后续的项目建设中，赛鼎宁波将充分发挥工程设计和工程管理方面的行业领先优势，为长盛科技碳纤维项目建设添彩，为我国碳纤维事业的发展贡献力量。（通讯员 肖英芝）第 期 岳芳艳 黏胶纤维碱液回收系统陶瓷膜滤芯的质量检测