金属烧结管过滤工艺回收氯醚树脂离心滤液中的树脂

时间：2024-07-28

张军良徐林海周董员刘明生

（浙江锦华新材料股份有限公司，浙江衢州 324004）

氯醚树脂（VC-IBVE），全称为氯乙烯-乙烯基异丁基醚共聚树脂，是一种在涂料行业和油墨行业广泛应用的共聚物，它基本上克服了其它含氯聚合物树脂的缺点，具有耐化学品腐蚀、耐水、耐候性等性能，与金属等基质粘结性好，是重要的船舶漆、重防腐涂料和高级油墨粘结剂的基体材料之一。在欧洲，氯醚树脂广泛应用于集装箱漆、船舶漆及重防腐涂料和高档油墨。国内外较多公司生产工艺主要聚合体系有乳液聚合和悬浮聚合2种，但2种工艺总的路线是聚合、脱单、离心干燥、气流干燥、沸腾干燥和包装等[1]。

氯醚树脂生产的离心干燥过程，离心后的滤液树脂的质量分数在2%左右。传统工艺是将离心母液进行沉降分离，但经沉降分离后的废水中仍含有较多树脂，是COD的主要来源。且沉降分离过程自动化程度低、劳动量大。采用回收效率好、自动化程度高的金属烧结管过滤工艺可以提高树脂的回收率，降低废水的COD。

1 原沉降分离工艺流程

离心机滤液进入沉降池后经多级沉降分离大部分树脂，分离后含有小部分树脂的上层液送到污水厂生化处理。因污水厂生化处理对污水中的COD有要求，当COD较高时必须加水稀释。一方面树脂没有完全回收造成树脂收率下降，一方面还要加水造成水耗上升，工艺不合理。原沉降分离工艺流程见图1。

图1 沉降分离工艺流程Fig 1 Sedimentation separation process

沉降后的树脂带少部分水经压缩空气鼓泡流动后泵送至离心机加料罐再次离心。反复几次直到沉降池拉空。整个过程全是人工操作，树脂在鼓泡时容易吹到池外，工作现场脏乱差难以管理，操作时将杂物灰尘带入池内影响树脂质量的事情时有发生。所以，沉降分离工艺完全不符合企业安全文明生产。

2 烧结管过滤工艺

2.1 原理与流程

过滤系统采用多孔金属烧结管滤芯，测算滤液中树脂颗粒的平均粒径，确定使用正态分布0.25 μm的滤芯能够过滤掉99.9%以上的树脂，且在反吹时能够吹落。

烧结管过滤主要是表面过滤技术，滤芯表面涂膜形成表面截留。过滤时，滤液由过滤器的底部进入固体颗粒会在金属粉末烧结滤芯的表面被截留形成滤饼，滤清液经滤芯由过滤器顶部排除。随着滤液的不断进入，滤芯表面的滤饼层越来越厚，过滤压差越来越大达到设定值后停止进液，用压缩空气进行反吹[2]。

工艺流程如图2所示。离心母液由过滤器底部进入过滤器，流经金属粉末烧结过滤芯流出过滤器。随着过滤时间的延长，滤饼的厚度逐渐增加，过滤器管板上下两侧的压差逐渐增大[3]。当压差达到设定值0.25 MPa后，关闭进料阀，打开气体反吹阀压力达到0.5 MPa，瞬间打开过滤器底部颗粒排放阀，滤饼在爆破压力作用下与滤芯分离，进入回收罐。瞬间压力至常压后过滤器关闭排放阀，气体反吹阀，打开进液阀，进行下一次过滤操作。

图2 烧结管过滤工艺流程Fig 2 Filtering process of sintering pipe

2.2 参数设定

过滤器通过4只切断阀和2只远传压力表即可在DCS控制系统上实现自动运行，投入少稳定性高。具体参数设置如下：

1）切断阀联锁设置。切断阀HV1和HV4开启状态，切断阀HV2和HV3必须在关闭状态。同理，切断阀HV2和HV3打开，切断阀HV1和HV4必须关闭。在实际运行中发现，各切断阀在动作时有不同程度的滞后。为防止切断阀打开和关闭滞后造成物料进入其它管道，设置切断阀HV1和HV4关闭0.5 s后，切断阀HV2打开，5 s后HV3打开。

2）PR1和PR2压力联锁设置。PR2压力达到0.5 MPa，联锁动作HV4关闭，其他切断阀按程序动作，过滤器开启反吹程序。PR2压力瞬间将至常压，切断阀HV2关闭，其他切断阀按程序运行，系统进入过滤模式。过滤系统在PR1和PR2压力联锁控制下，完成过滤和反吹程序，实现人值守的自动控制模式。

2.3 使用效果

1）节省劳动力提高效率。使用沉降分离，纯粹人工操作，体力劳动强度大。沉降分离操作前需要沉降24 h以上，影响连续生产。用数个过滤器并联操作，并且通过PLC控制系统实现过滤系统的自动切换运行组成周期互补的母液回收过滤系统，连续操作。自2012年投入运行后，只是部分垫片进行过更换，其他未进行任何维修，说明烧结管的使用寿命及系统可靠性很好。

2）分离效果好。沉降分离后，上层排放乳白色明显还有树脂颗粒，污水分析COD在2.8 g/L以上。烧结管过滤后，树脂回收率可达到99%以上，滤液清澈透明；COD在300 mg/L左右，只是部分聚合助剂产生，可不经过处理直接送污水处理厂。而且系统全密闭操作，不会带来任何杂质。

3）经济效益。系统一次性投入仅8万元。稳定运行后每年回收树脂近20 t，价值约40万元；撤掉沉降分离岗位腾出操作工2人，每年节省人工费14万元；每年减少高COD污水排放1 kt左右。