論超濾技術(shù)在化工工藝過(guò)程中的應(yīng)用

張冬冬

（陜西陜化化工集團(tuán)有限公司，陜西 華縣714100）

0 引言

超濾技術(shù)具有流程簡(jiǎn)單、分離效果好、處理效率高、能耗低等顯著的特點(diǎn)，作為一門新型的實(shí)用科學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用。目前，超濾技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于化工工藝過(guò)程中。 隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其所具有的高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)將日益顯露，超濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域必將進(jìn)一步擴(kuò)展。

1 超濾技術(shù)

超濾技術(shù)是一種能將溶液進(jìn)行分離凈化的膜分離技術(shù)，它是通過(guò)一種膜表面的微孔對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇性的分離。當(dāng)液體混合物流過(guò)膜表面時(shí)，溶劑（如水分子）、無(wú)機(jī)鹽及小分子有機(jī)物通過(guò)膜，而大分子物質(zhì)則被留在膜表面，使得濃縮液的濃度得到提高，從而實(shí)現(xiàn)分離、濃縮、凈化的目的。 超濾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)氣液高效分離，它的分離機(jī)理是通過(guò)確定過(guò)濾分離材料的極性設(shè)備的結(jié)構(gòu)、以及過(guò)濾分離材料的精度三位一體的思路，即以不同介質(zhì)及工藝條件為依據(jù)，對(duì)所應(yīng)使用的過(guò)濾材料加以確定。 超濾技術(shù)采用的纖維過(guò)濾材料具有高效率、低阻力等特點(diǎn)，主要有以下兩種方法：一是可以采用增大孔隙率，選用更為先進(jìn)的材料。 這樣的材料具有纖維更細(xì)、精度更高的特點(diǎn)，其孔隙率、容塵量均比其他材料增大了一倍， 這極大地提高過(guò)濾材料的連續(xù)使用壽命。二是增大過(guò)濾面積，選用折疊式濾芯。在保持相同阻力的情況下，可使流通面積增加一倍，納污量增加三倍，使用壽命增加三倍。 總而言之，在采用新型的超濾技術(shù)進(jìn)行氣液分離時(shí)，應(yīng)采用傳統(tǒng)慣性分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并結(jié)合新技術(shù)的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的分離效果[1]。

2 超濾技術(shù)在化工工藝過(guò)程中的具體應(yīng)用

2.1 合成氨和氨的分離改造中的應(yīng)用

高壓機(jī)后新鮮汽油的分離,其用途是將新鮮氣中的雜質(zhì)如油水塵除去，以便確保合成觸煤的有效性能，降低能耗。這主要是采用超濾技術(shù)改善了冷交換器的油污和積碳堵塞現(xiàn)象， 進(jìn)一步優(yōu)化了操作條件，更好的保護(hù)合成塔觸媒，可以很好的解決在合成氨過(guò)程中的新鮮汽帶油問(wèn)題，積極的推動(dòng)合成氨工業(yè)的發(fā)展[2]。在氨分離改造過(guò)程中采用超濾技術(shù)，使氨得以高效分離，有效降低了入塔氨含量以及能效，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)也為企業(yè)帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

2.2 循環(huán)機(jī)后油分離器中的應(yīng)用

該分離器是用于去除氣體中夾帶的油水雜質(zhì)，以便更好的保護(hù)合成觸煤，起到降低能耗的作用。 使用該分離器后，排放油水量明顯增加，很大程度上提高了合成觸煤的連續(xù)使用壽命。 將這種循環(huán)機(jī)應(yīng)用于往復(fù)式循環(huán)機(jī)改造中，能延長(zhǎng)合成觸媒的使用年限和設(shè)備的高效運(yùn)行。

2.3 水處理中的應(yīng)用

超濾膜是顆粒懸浮物等大分子物質(zhì)的有效屏障，因此超濾技術(shù)常用于飲用水的凈化以保障飲用水安全，是最安全有效的技術(shù)。 在海水及咸水的淡化方面，超濾膜也常用作反滲透的預(yù)處理系統(tǒng)。研究表明，超濾膜對(duì)渾濁度高溶質(zhì)變化大的海水有很強(qiáng)適應(yīng)性，且對(duì)于咸水的脫鹽效用也十分明顯，脫鹽率能達(dá)到97%以上[3]。 除此之外，超濾技術(shù)在城市污水的回用和工業(yè)廢水的處理方面也起著十分重要的作用。超濾技術(shù)能有效去除城市污水中的濁度和氨氮以及工業(yè)廢水中的油污和懸浮顆粒物，以達(dá)到凈化水資源回收再利用的目的。

2.4 變換氣后過(guò)濾器和尿素生產(chǎn)中的應(yīng)用

過(guò)濾器的用途主要是完全除去變換氣中的油水雜質(zhì)，起到保護(hù)變換觸煤的作用。 在尿素生產(chǎn)中，超濾技術(shù)的主要用途是將CO2氣體中的油污除去，有效降低能耗，油污的分解率迅速提升，減少對(duì)設(shè)備的影響，還大大提高了傳熱效果，使蒸汽消耗量保持穩(wěn)定，尿素產(chǎn)品顏色潔白，極大的提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.5 硝酸、硝銨生產(chǎn)中的應(yīng)用

在生產(chǎn)硝酸時(shí)使用超濾技術(shù)，能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的油污雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾以減少對(duì)觸媒的腐蝕，達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命的作用。 將超濾技術(shù)運(yùn)用于硝酸的生產(chǎn)過(guò)程中，不但能提高工作效率，還能延長(zhǎng)使用效率以節(jié)約成本。而在硝銨生產(chǎn)過(guò)程中使用超濾技術(shù)主要是為了對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的氨氣快速的進(jìn)行凈化，預(yù)防安全事故的發(fā)生，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)極大的保證了系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

2.6 制藥業(yè)中的應(yīng)用

超濾技術(shù)在制藥業(yè)也有所應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下三方面，一是除熱原。制劑中去除熱原常利用活性炭反復(fù)吸附，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、損耗大、得率低。 超濾去除熱原是使用小于熱原分子量的超濾膜攔截?zé)嵩?，具有勞?dòng)強(qiáng)度小、產(chǎn)品得率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。 二是小分子精制。 對(duì)于抗生素類的小分子物質(zhì)，其傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程存在冗長(zhǎng)、收率低、能耗大等缺點(diǎn)，在精制過(guò)程中也存在微量大分子雜質(zhì)殘留的現(xiàn)象，這些雜質(zhì)可能對(duì)人體產(chǎn)生副作用。利用超濾膜不但可以除去大分子雜質(zhì)，而且可以簡(jiǎn)化操作工藝。三是大分子精制。這類產(chǎn)品具有熱不穩(wěn)定性，超濾的低溫快速過(guò)濾特性就可以解決這個(gè)問(wèn)題。 超濾法把高分子多糖類化合物單獨(dú)分離出來(lái)， 制備具有特殊藥理作用的專門化藥物，來(lái)達(dá)到不同的治療目的，是膜分離的重要功能[4]。

3 超濾技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

超濾技術(shù)是最近這幾年來(lái)新發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)， 有很強(qiáng)的分離作用，并且具有流程簡(jiǎn)單、分離效果好、處理效率高、能耗低等顯著的特點(diǎn)，因此在化工工藝過(guò)程中得到廣泛的運(yùn)用。從經(jīng)濟(jì)方面考慮，超濾技術(shù)的設(shè)備投資小、運(yùn)行費(fèi)用低且使用壽命長(zhǎng)。此外，超濾技術(shù)的使用使得生產(chǎn)成本降低，減少化工能源的消耗的同時(shí)也降低了對(duì)環(huán)境造成的污染。

4 結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，由于具有簡(jiǎn)單易操作、效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，超濾技術(shù)被廣泛運(yùn)用于化工分離、化工原料和水的處理、醫(yī)藥品制造等工業(yè)中。 隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其高效、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)將日益凸顯，超濾技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必有著更進(jìn)一步的擴(kuò)展。 總而言之，超濾技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用，能夠有效的提高分離技術(shù)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)分離技術(shù)的缺陷。 過(guò)濾技術(shù)雖然好用，但過(guò)濾技術(shù)的采用也需要根據(jù)化工廠自身的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇。

［1］王保明,李大明.高效氨分離器氣液分離機(jī)理與應(yīng)用[J].化肥設(shè)計(jì),2010（3）.

［2］江春元.運(yùn)用超濾技術(shù)處理涂布廢水[J].中華紙業(yè),2011（2）.

［3］王本玉.全低變工藝改造實(shí)施中的幾個(gè)問(wèn)題[J].化肥設(shè)計(jì),2012（3）.

［4］王靜,張雨山.超濾膜和微濾膜在污(廢)水處理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].工業(yè)水處理，2011（3）:4-7.