CN103084005B - 一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，为提高核电站水过滤器滤芯所用滤材的抗浸出性，特别是SiO2的浸出问题，本发明提供的方案为：采用聚丙烯酰胺类聚合物水溶液处理市售的玻璃纤维滤材和纸质滤材，然后将滤材置于烘箱中烘干，以使滤材上的聚合物交联，最后对滤材进行洗涤烘干，待用。采用本发明提供的滤材改性技术，不仅可以提高滤材的多种微量元素(特别是SiO2)的抗浸出性，而且可以提高滤材对小尺寸颗粒的过滤效率。

Description

一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法
技术领域
本发明涉及滤材改性技术，尤其涉及一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法。
背景技术
为保证核电站稳定运行，需要对一回路和二回路的水质进行控制，因此，在其水处理系统中设置了不同用途的水过滤器，主要用于反应堆一回路冷却剂的净化、硼回收系统放射性碎树脂、硼酸结晶体和杂质的去除以及中放废液中悬浮物的去除等重要工艺；此外，还应用于主泵轴封水、燃料池水过滤、补给水、二回路蒸汽发生器排污水等系统。
滤芯的过滤精度根据各个系统的要求来确定，具有代表性的是一回路下泄流过滤器滤芯，使用过滤精度为1μm、5μm的玻璃纤维滤材；二回路蒸汽发生器排污水过滤器滤芯，使用过滤精度为25μm的纸质滤材。同时滤芯在使用过程中不应对水质有明显影响，即滤材中各种微量元素的浸出应满足核电站的水质要求。在核电站的水处理系统中，因产生的可溶硅二氧化硅无法去除，所以滤材的抗浸出性主要关注SiO2的浸出，而滤材中其它浸出的元素可通过离子交换树脂等方法去除。
但是，目前国内核电站的水过滤器滤芯主要依赖进口，其价格昂贵、供货周期较长、得不到令人满意的售后服务，造成核电站的建设和运行成本较高，因此国内用户对核级水过滤器国产化的要求十分迫切；并且会影响我国核工业发展自主化、国产化战略目标的实现。尽快开发国产核级水过滤器，是我国核电快速发展的需要。
国内核电站主要使用美国Pall公司的滤芯，在相关的宣传资料中提到其供应的‘Ultipor’GF和‘Ultipor’GF PLUS系列的过滤器利用静电效应获得了较高的颗粒去除效率，无论是选择带正电还是负电(zeta电位)的过滤器过滤水或水溶液，其具有的静电引力将会去除比过滤器标称值更细小的颗粒。而且‘Ultipor’过滤器滤芯所用滤材在加工过程中所使用的惰性树脂能确保滤材中细小纤维不脱落。
国内有关单位也对核电站水过滤器滤芯所用滤材进行了研究，首先根据国外样品的玻璃纤维成分，特别加工了配比基本一致的玻璃纤维；然后在玻纤滤材生产时采用有机硅型贵重添加剂，对玻纤表面进行处理，不仅获得良好的粘结效果，而且进一步有效阻止硼酸对玻纤表明的侵蚀，使SiO2的浸出得到一定程度的改善，但还不能满足核电站对水质的要求。
发明内容
针对现有的核级水过滤器滤芯的特点，本发明的目的在于提供一种不仅能提高滤材的抗浸出性，同时也能提高滤材对小尺寸颗粒的过滤效率的滤材改性方法，可满足核电站对水质的化学要求。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：
一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将聚丙烯酰胺类聚合物用蒸馏水配制成质量浓度为0.01％～1％的水溶液；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液浸泡滤材或流经滤芯一定时间；
(3)将滤材或滤芯置于烘箱中烘干，以使滤材上的聚合物交联；
(4)将交联后的滤材或滤芯用蒸馏水洗涤，置于烘箱中烘干。
进一步，如上所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，其中，所述的滤材或滤芯的材质是玻璃纤维滤材或纸质滤材。
进一步，如上所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，其中，步骤
(1)中所述的聚丙烯酰胺类聚合物可以为壳聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的共聚物、阳离子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚体和丙烯酸酯共聚物、季铵盐型聚丙烯酰胺聚合物等。
进一步，如上所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的处理方法，其中，步骤(2)中所述的水溶液浸泡滤材或流经滤芯的时间为30分钟～24小时。
进一步，如上所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的处理方法，其中，步骤(3)中所述的置于烘箱中烘干的温度为30～120℃。
进一步，如上所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的处理方法，其中，步骤(4)中所述的置于烘箱中烘干的温度为30～50℃。
本发明的有益效果在于：采用本发明提供的滤材处理技术，不仅可以提高滤材的多种微量元素(特别是SiO2)的抗浸出性，而且可以提高滤材对小尺寸颗粒的过滤效率。其中，滤材SiO2浸出量，处理后比未处理前减少40％～80％；对于5μm玻璃纤维滤材去除2μm以上尺寸颗粒的过滤效率处理后比未处理前提高2％～5％，对于25μm纸质滤材去除5μm以上尺寸颗粒的过滤效率处理后比未处理前提高2％～25％。
附图说明
图1为本发明一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行描述。
如图1所示，首先将聚丙烯酰胺类聚合物用蒸馏水配制成质量浓度0.01％～1％的水溶液；然后用所述的水溶液浸泡滤材或流经滤芯一定时间，时间长短根据需要而定，通常在30min～24h范围内；再将滤材或滤芯置于烘箱中在30～120℃烘干，以使滤材上的聚合物交联；最后将交联后的滤材或滤芯用蒸馏水洗涤，置于烘箱中在30～50℃烘干，待用。聚丙烯酰胺类聚合物可以为壳聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的共聚物、阳离子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚体和丙烯酸酯共聚物、季铵盐型聚丙烯酰胺聚合物等。
实施例1
核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将壳聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物用蒸馏水配制成质量浓度为1％的水溶液；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液浸泡玻璃纤维滤材10h；
(3)将浸泡后的滤材置于烘箱中在30℃烘干，以使滤材上的聚合物交联；
(4)将交联后的滤材用蒸馏水洗涤，置于烘箱中在30℃烘干，待用。
实施例2
核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的共聚物用蒸馏水配制成质量浓度为0.01％的水溶液；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液流经滤芯30min，滤芯的材质为玻璃纤维滤材；
(3)将流经后的滤芯置于烘箱中在120℃烘干，以使滤芯滤材上的聚合物交联；
(4)将交联后的滤芯用蒸馏水洗涤，置于烘箱中在50℃烘干，待用。
实施例3
核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将阳离子聚酰胺表氯醇高分子聚合物用蒸馏水配制成质量浓度为0.4％的水溶液；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液浸泡纸质滤材24h；
(3)将浸泡后的滤材置于烘箱中在80℃烘干，以使滤材上的聚合物交联；
(4)将交联后的滤材用蒸馏水洗涤，置于烘箱中在40℃烘干，待用。
实施例4
核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将烷基辛酮二聚体与丙烯酸酯共聚物(或季铵盐型聚丙烯酰胺聚合物)用蒸馏水配制成质量浓度为0.15％的水溶液；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液流经滤芯40min，滤芯的材质为纸质滤材；
(3)将流经后的滤芯置于烘箱中在60℃烘干，以使滤芯滤材上的聚合物交联；
(4)将交联后的滤芯用蒸馏水洗涤，置于烘箱中在50℃烘干，待用。
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，包括如下步骤：
(1)将聚丙烯酰胺类聚合物用蒸馏水配制成质量浓度为0.01％～1％的水溶液；所述的聚丙烯酰胺类聚合物为壳聚糖改性聚丙烯酰胺聚合物、丙烯酰胺和丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的共聚物、阳离子聚酰胺表氯醇高分子聚合物、烷基辛酮二聚体和丙烯酸酯共聚物、季铵盐型聚丙烯酰胺聚合物；
(2)用步骤(1)中所述的水溶液浸泡滤材或流经滤芯一定时间；
(3)将滤材或滤芯置于烘箱中烘干，以使滤材上的聚合物交联；所述的滤材或滤芯的材质是玻璃纤维滤材或纸质滤材；
(4)将交联后的滤材或滤芯用蒸馏水洗涤，置于烘箱中烘干。
2.如权利要求1所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，其特征在于：步骤(2)中所述的水溶液浸泡滤材或流经滤芯的时间30分钟～24小时。
3.如权利要求1所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，其特征在于：步骤(3)中所述的置于烘箱中烘干的温度为30～120℃。
4.如权利要求1所述的核级水过滤器滤芯所用滤材的改性方法，其特征在于：步骤(4)中所述的置于烘箱中烘干的温度为30～50℃。
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