化纖堿液回收示范工程

☆示范工程概況：

       唐山三友興達化纖有限公司主要從事粘膠短纖維、莫代爾纖維、竹代爾纖維的生產，在生產過程中會產生大量需要處理的高COD、高濁度的廢堿液(半纖維素含量：35-55 g/L，NaOH含量：180-220 g/L)。從環保和經濟角度出發，目前企業一般是采用國外耐堿的有機納濾膜技術對半纖堿液進行處理，但存在堿液預處理精度要求高，預處理工序復雜且膜管使用周期短、通量低且不穩定等問題。

      我司于2012年8月~2013年12月在現場開始進行小試和中試實驗，主要采用我方完全自主知識產權（國家“863”項目，課題編號2012AA03A606）的陶瓷納濾膜技術 (見工藝段介紹圖)，具體特點為孔徑分布窄、過濾精度高（2 nm）和運行過程不易污染。實驗結果顯示，陶瓷納濾膜對半纖維截留率達到90 %，堿液回收率＞50%，達到業主要求。在此基礎上，我方于2014年6月中旬，建成首套陶瓷納濾膜處理粘膠纖維堿液的千噸級工業化裝置。

 

圖一 現場工業化設備照片

☆示范工程工藝段介紹：

圖二 陶瓷納濾膜堿液回用工藝

原有工藝段（有機納濾膜）：

       堿液進入板框壓濾機預處理→微孔過濾→保安過濾器→有機納濾膜（截留半纖維素）→清液

①采用板框過濾、微孔過濾和保安過濾器的方式對堿液進行預處理，去除堿液中的少量雜質。

②采用有機納濾膜技術，對堿液中的半纖維素進行截留。滲透液達到回用標準，濃縮液處理后達標排放。

該工藝主要存在預處理工序復雜且有機納濾膜使用周期短、通量低且不穩定等問題。

現有工藝（陶瓷納濾膜）：

       堿液進入板框壓濾機預處理→陶瓷納濾膜（截留半纖維素）→清液

①采用板框過濾方式對堿液進行預處理，去除堿液中的少量雜質。

②采用陶瓷納濾膜技術，對堿液中的半纖維素進行截留。滲透液達到回用標準，濃縮液處理后達標排放。

該工藝主要特點為預處理工序簡單且膜管使用周期長、通量高且工藝穩定。

 

☆示范工程現場概況及處理效果：

      圖1是我方建成首套陶瓷納濾膜處理粘膠纖維堿液的千噸級工業化裝置現場照片。

      圖3是采用陶瓷納濾膜處理粘膠纖維堿液的通量及截留率與有機納濾膜的對比。圖4是原堿液和經陶瓷納濾膜過濾后清液以及濃縮液照片。由圖3和圖4可以看出，我方陶瓷納濾膜裝置已穩定連續運行超12000小時，可以有效去除原料液中的半纖(截留率穩定在80-90%)，過濾后清液澄清透明，達到粘膠纖維生產工藝中對堿液回用要求。該陶瓷納濾膜裝置與有機納濾膜相比，具有預處理簡單，膜不易污染，通量高(是有機納濾膜通量的5倍)且可在較高溫度(>50 ℃)下使用且連續運行穩定等優點，具有很好的經濟效益和環境效益。

圖三 陶瓷納濾膜處理粘膠纖維堿液的過程通量、截留率與有機納濾膜的對比

圖四 原堿液和經陶瓷納濾膜過濾后清液以及濃縮液照片

☆成果評價或獲獎情況：

1. 2012年9月，我方承擔國家科技部“863”重大研究計劃——高性能陶瓷納濾膜制備技術及膜反應器課題任務（課題編號：2012AA03A606；起止年限：2012年至2014年）。在項目期間（2014年6月~2014年9月），建成首套陶瓷納濾膜處理粘膠纖維堿液的千噸級工業化裝置。截止2014年9月，該裝置在唐山三友興達化纖廠已連續運行1000小時，回收堿液420 m²，回收堿液中半纖的截留率穩定在85~90%，達到粘膠纖維生產工藝中對堿液的回用標準，得到業主的高度認可，并通過科技部專家驗收。(證明材料請見下附件)
2. 2014年10月~2016年3月，已連續運行12000小時，回收堿液4000 m²，回收堿液中半纖的截留率穩定在85~90%。
3. ZrO₂納濾膜和Ti-Zr復合納濾膜的制備方法，已進行專利保護（授權）。

☆應用案例證明材料：

☆陶瓷納濾膜千噸級示范裝置，接受科技部專家的現場驗收：