冷轧碱清洗脱脂剂再生中无机陶瓷膜超滤工艺.pdf

2012年12月?第29卷?第6期
钢
Dec. 2012 Vol 29 No 6
STEEL ROLLING
冷轧碱清洗脱脂剂再生中无机陶瓷膜超滤工艺
贺道红,陆志殺
(宝钢工程技术集团有限公可,上海201900)
摘要:阐述了碱清洗工艺中超滤系统的工作原理,介绍了无机陶瓷膜超滤工艺的特点及宝钢某连退机组超
滤系统设计中超滤循环量和超滤膜面积等主要选型参数的计算,并指出了无机陶瓷膜超滤工艺存在的问题
及改进方向。
关键词:超滤;无机陶瓷膜;碱液清洗;除油
中图分类号:TG335.5文献标识码:A文章编号:1003~9996(2012)06-0043-03
Ceramic Membrane Ultra Filtration Process Used in Regeneration of
Degreasing Agent in Cold Rolling Alkaline Cleaning
HE Dao-hong, LU Zhi-yi
大
& Technology Group Co, Ltd. Shanghai 201900
Abstract: The work principle of ultra filtration system in alkaline cleaning was described. The features of ce
ramic membrane UF process was introduced. The main parameters calculation of a CAL of Baosteel, such as
UF circulation flow and membrane area, were introduced too. Meanwhile, the existing problems of using ce-
莆田
ramic membrane ultra filtration process were pointed out, and the improvement measures were put forward.
市乳
Key words ultra filtration; ceramic membrane; alkaline cleaning; oil removal
冂制
天了
冷轧工艺碱清洗机理
用井発到-定程,达到放空标后,自厘传
的电一的支是他学位要
液刷洗,电解清洗、热水刷洗和热水漂洗。各清洗长脱脂浟的更换周期则必须采取措施降低脱脂液眼
单元由在线槽和循环罐组成,脱脂液在循环和中铁粉和油份含量的增速对清洗效果的干扰。目公
及
在线槽中通过过滤器、播环泵、換热器和输送管道前国内外去除脱脂液中的铁粉多采用磁性过滤司
进行循环,铁粉和油污在在线槽中从带钢表面被器,去除油份多采用超滤方法。由于脱脂液的主
去除进入到脱脂液中。
要成分为1%~7%的碱液,其具有一定腐蚀性,
制
脱脂液去除带钢表面油份的主要机理包括皂并且温度一般高达75~90℃左右,对膜过滤设备
化脱脂、乳化脱脂和电解脱脂。带钢表面的动植材质要求耐化学腐蚀和耐高温,因此超滤系统用
物油等皂化油可通过与碱液反应生成肥皂和甘油的膜是无机陶瓷膜。
而被去除,而矿物油等非皂化油通过表面活性剂2无机陶瓷膜和脱脂液中油份的特点
和添加剂的分散、乳化和螯合等机理从带钢表面
脱脂液再生超滤系统用无机陶瓷膜属于多通
被去除并进入到脱脂液中,油污的增加会对脱脂道的管式膜,其主要材料是纯度大于9.7%的氧
剂形成包裹作用,进而影响脱脂清洗效果
化铝、氧化钛或氧化锆,属于多孔结构不对称膜。
为保持脱脂液的清洗效果,常用的方法是间由膜层、过渡层和支撑层组成,膜层由精细颗粒组
歇性排放碱洗循环罐屮的部分脱脂液,同时实时成,主要用于截留大分子颗粒物,而支撑层则具有
补充部分新的脱脂液。当碱液槽中的脱脂液长时较大孔,主要起支撑作用,同时方便过滤后的渗透
收稿日期:2012-04-13
作者简介:贺道红(1981ー),男(汉族),江西吉安人,工程师
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轧例
2012年12月出版
液快速流出膜管。无机陶瓷膜具有很多优点:化水组合清洗箱。
学稳定性极佳,能耐酸、耐碱、耐氧化、耐有机溶3.3超滤系统流程
剂、耐高温;机械强度大、耐磨性好;孔径分布窄、
待处理的脱脂液进人超滤循环箱,到达一定
分离精度极高、可达纳米级过滤;易清洗,可在线液位后,启动超滤裝装置的供料泵,将原液输送到超
药剂或高温消毒、可反向冲洗
滤膜管中,待系统充满脱脂液后,开动循环泵。此
脱脂液中的油污以浮油、分散油、乳化油和溶时,含油脱脂液开始进行错流过滤,超滤渗透液透
解油等4种形态存在。浮油直径一般大于过膜管在滤壳中汇集后回流到清洗段系统的循环
100pam,分散油以油粒形状分散在脱脂液中,粒径罐回用,渗滤液流量为超滤设计处理量;超滤浓缩
约在25~100pm,乳化油在脱脂液中呈乳浊状,液部分凹流到超滤循环箱,超滤供料泵又不断地
粒径一般在0.1~25.0m,而溶解油在水中溶解从超滤循环箱中将脱脂液输送到膜管中进行超滤
度较小,一般约5~15mg/L2。无机陶瓷膜在脱大循环,这部分流量为超滤供料泵的设计流量;而
脂液中除油的机理主要是利用油分子和水分子在部分超滤浓缩液通过超滤循环泵在滤膜中不断进
大小上相差数十倍的特性和陶瓷膜亲水性膜面性行循环富集,这部分流量为超滤循环泵的设计流
质,可有效截留油分子,而使水、碱、表面活性剂小量。当系统运行一定时间后,膜面被污染,通量逐
令、Q大分子予物质通过面,回收环使用
渐下降,当通量低于设定值后,系统报警,人工确
冷轧脱脂剂再生用的无机陶瓷膜超滤系统属定后,停止进料,系统切换到清洗程序,进行化学
在膜管
程序
甫内高流动在平系医力动下所中的行料液的过,一服清法时间为,请洗周期约
液、表面活性剂等小分子渗滤液沿与膜管通道垂72h。工艺参考流程图如图1所示
市
直的方向向外透过膜,而油份、肥皂等大分子组分
超滤回液
コ制的混浊浓液被膜開,队而使流体达到分离浓
超滤进
门缩、纯化的目的
3宝钢某连退机组超滤系统设计
硝酸
组件
3.1机组参数
循环改洗碱洗「源洗
宝钢某连退机组清洗段的主要设计参数为:
眼
及
清洗段带钢最大速度700m/min,带钢厚度0.
公
2.0mm,带钢宽度900~1630mm,清洗段入口带
司具
钢油含量单面最大300mg/m2,设计要求经过碱
图1宝钢某连退机组碱清洗工艺中的
控制
超滤系统流程图
清洗系统后带钢残油量小于10mg/rm2。
3.2超滤系统配置
3.4超蒎系统主要设计参数计算
为改进清洗段的除油效果,在碱清洗系统中
超滤系统处理量的确定主要是基于油污的物料
增设一套无机陶瓷膜超滤系统,设计超滤循环量平衡,如图2所示,即带钢表面脱脂后进人到循环脱脂
为6
h,膜管采用垂直安装形式,膜面积约液中的油份含量与超滤系统去除的油污达到平衡
80m2,膜通量约70~140LMIH(L/(m2?h)),膜
Pxr带钢中心线
和支撑体材料为纯度大于99.7%的a-Al2(