水玻璃液的过滤应用_上海奕卿过滤科技
水玻璃液的过滤应用
发布日期：2020-03-20 09:10
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水玻璃即硅酸钠，俗称泡花 碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为R2O·nSiO2，式中R2O为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。建筑上常用的水玻璃是硅酸钠的水溶液。(Na2O·nSiO2)
上游原料:1,4-萘醌、纯碱、二氧化硅、硅胶、硅砂、硫酸、硫酸钠、煤、烧碱、碳酸钠、重油
下游产品:膏状气刀涂料高岭土、填料高岭土、粉状速溶硅酸钠、改性硅酸钠、硅酸锂、偏硅酸钠、偏硅酸钠(五水)、二氧化硅、聚乙烯醇水玻璃内墙涂料、内外墙涂料、铬酸铅、硅酸钠、肥皂、合成洗衣粉、洗衣膏
水玻璃的质量直接关系其后续产品（如白碳黑、硅胶等）的品质，提高水玻璃的澄明度对提高其后续产品质量可起极重要的作用。
水玻璃通常非常混浊，粘度较大，杂质较多，采用传统的过滤材质，如各种滤布、滤网、滤毡或深层分散滤材（如石英砂、无烟煤、纤维球或纤维层等），均遇到再生清洗麻烦，或过滤效率不稳定等弊病。目前国内许多厂家生产的水玻璃的浊度非常高，传统的过滤材质难以有效解决，必须找到新的高效率精密过滤技术，提高产品的澄明度，方能确保后续产品的质量。
一． 高分子精密微孔过滤技术的主要特点：
1. 过滤效率高：可过滤0.5μm以上的微粒，过滤效率非常高，对水与水溶液类液体，0.5μm微粒的过滤效率接近100%，0.3μm的微粒也可大部分被滤住。
2. 滤饼效率高：由于微孔过滤管是刚性，机械强度比较好，采用0.6Mpa的压缩气体反吹法，可将微孔管外表面的较干滤饼很轻便地反吹卸除，排渣效率很高。
3. 效率高：采用“气—水混合流反吹法”可将堵塞在微孔管内的微粒绝大部分反吹出来，再生效率很高，使微孔过滤管能长期连续使用，使用期至少一年，一般可达二至三年。
4. 腐蚀性能高：可耐酸（除非98%浓硫酸）、耐碱、盐及70℃以下绝大部分有几溶剂。
5. 微孔过滤机结构比较简单，操作机械化程度高安装维修与维护轻便。
主要缺点：微孔过滤管耐温不高，其中微孔PE管不超过80℃，微孔PA管不 110℃。
二． 水玻璃的精密微孔过滤试验：
做了一系列的精密微孔过滤试验，以观察在不同条件下滤液浊度与滤速的变化。
(一) 试验一：要求滤液在3NTU左右的试验。
原料来源：取自上海某某化工厂的水玻璃商品。
原精浊度：47.5NTU No.1试验条件：
微孔过滤管型号：PSIT 过滤面积：77.6cm 2
试验料液：原料液以水稀释5倍，浊度为13.8NTU。
过滤温度：常温（粘度为3.25厘泊），PH值：>11。
过滤压差：0.015~0.025Mpa，试验结果见表一
表一、水玻璃的精密微孔过滤试验结果
|
累计滤液体积(升) |
累计过滤时间(秒) |
平均滤速(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、试验条件，基本条件同No.1，唯一不同是：
试验料液浊度：13.3NTU 过滤压差：0.025~0.03Mpa
试验结果见表二
表二、水玻璃过滤试验数据
|
累计滤液体积(升) |
累计过滤时间(秒) |
平均滤速(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) 试验二：要求滤液浊度不超过1NTU的试验
原料来源：取自上海某某厂生产的水玻璃
原料液浊度：39NTU No.1试验条件
微孔过滤管型号：PS2T 过滤面积：77.6cm 2
试验料液：原料液不稀释，浊度仍为39NTU
过滤温度：60~65℃，PH值 〉11
试验结果表3与表4
表3、水玻璃精密微孔过滤实验数据
|
累计滤液体积（ml） |
累计过滤时间（s） |
过滤压差（Mpa） |
平均滤速（m3/m2h） |
滤液浊度（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、水玻璃精密微孔过滤实验数据
|
累计滤液体积（ml） |
累计过滤时间（s） |
过滤压差（Mpa） |
平均滤速（m3/m2h） |
滤液浊度（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) 试验三：进行长达6.5小时的连续精密微孔过滤试验，以了解过滤速率与滤液浊度的连续的变化。
原料来源：取自上海某某化工厂生产的水玻璃产品。
原料液浊度：65NTU
试验液浊度：原料液以水稀释8倍，试验液浊度为25.4NTU。
微孔过滤管过滤面积：PA—4T 微孔过滤管过滤面积：58cm 2
过滤温度：常温，PH值：>11
试验结果见表5
表5、水玻璃长时间连续精密微孔过滤实验数据
|
累计滤液体积（L） |
累计过滤时间（h） |
平均滤速（m3/m2h） |
滤液浊度（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 |
还进行将65NTU水玻璃原液以水稀释10倍、15倍与20倍，分别已不同微孔孔径，不同壁厚的微孔过滤管进行长达7~9小时的连续过滤试验，以测定其平均滤速与滤液浊度的变化。由于数据非常多，本文不再叙述。
由表1至表5等实验数据可知，采用不同的微孔过滤孔径，不同的过滤压差，可将各种浊度的水玻璃通过精密微孔过滤获得所需澄明度，以满足生产上不同需要。
技术支持：
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