超濾技術(shù)在化工工藝過程中的應(yīng)用分析

摘 要：超濾技術(shù)起源于上個世紀(jì)六十年代，是實用科學(xué)，現(xiàn)已經(jīng)在我國多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，比如制藥領(lǐng)域、水處理領(lǐng)域等等，同時其在化工方面也得到了很多的應(yīng)用。文章先簡單介紹了超濾技術(shù)，同時對其在化工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地分析。

關(guān)鍵詞：化工；超濾技術(shù)；應(yīng)用

前言

超濾技術(shù)存在能源消耗低、可通過常溫低壓操作以及沒有相變問題出現(xiàn)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)在我國多個行業(yè)得到應(yīng)用?，F(xiàn)在超濾技術(shù)已被逐漸應(yīng)用于化工行業(yè)，從而使得我國化工產(chǎn)業(yè)得到有效的技術(shù)支持。所以有必要對超濾技術(shù)進(jìn)行探究分析，同時了解其在化工中的具體應(yīng)用。

1 超濾技術(shù)簡述

1.1 簡述超濾膜

超濾膜屬于一種高分子分離膜材料，可以說是超濾技術(shù)的重要組成部分。為了提升超濾膜的分離效果以及效率，必須保證過濾膜的質(zhì)量。過濾膜需要具有優(yōu)質(zhì)的分離功能，同時其應(yīng)當(dāng)具有相對較高的強(qiáng)度、透水率與化學(xué)穩(wěn)定性，從當(dāng)前過濾膜的使用情況上來看，絕大多數(shù)的過濾膜均是由共聚合物或者是聚合物制成的合成膜。另外通過對膜材科的制作技術(shù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，其和反滲透膜存在一定的類似之處，所以可以將超濾膜看做是平均孔徑相對較大的反滲透膜。

根據(jù)超濾膜的構(gòu)成材料，一般可將其劃分為無機(jī)膜以及有機(jī)膜兩種，其中無機(jī)膜通常是由陶瓷膜以及金屬膜等構(gòu)成；對于有機(jī)膜現(xiàn)主要指的是通過高分子材料的使用而制成的膜。另外基于膜的不同形狀，通常能夠?qū)⑵鋭澐譃橹锌绽w維膜、平板膜、毛細(xì)管膜以及管式膜四種。除此之外，從超濾膜的不同制作材料上來看，其通常是由聚酰胺、纖維素以及聚氯乙烯等材料構(gòu)成。超濾膜的應(yīng)用范圍相對較廣，通常在工業(yè)生產(chǎn)方面會選擇使用非對稱膜。通過不斷的探究，在工業(yè)生產(chǎn)方面超濾膜的應(yīng)用范圍正在不斷的擴(kuò)大，其除了能夠被應(yīng)用在醫(yī)藥制品、純化生物以及濃縮的分離方面，同時還可以通過超濾膜處理血液以及廢水，另外超濾膜還能夠被應(yīng)用于超純水的制備終端，作為處理設(shè)備而存在。總之，超濾膜現(xiàn)已經(jīng)在工業(yè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 極性選擇以及具體結(jié)構(gòu)

通常介質(zhì)的極性能夠通過偶極矩衡量來實現(xiàn)，偶極矩相當(dāng)于是分子的正電或者是負(fù)電中心上所具有的電量和其兩個中心所存在的距離的乘積。另外需注意的是偶極矩屬于零的分子均應(yīng)為非極性分子，同時其正負(fù)電中心能夠相互重合。在分子的偶極矩不為零的情況下，可將該類分子判斷為極性分子，像是H2O以及NH3等。由于極性分子之間均具有色散功能、取向作用以及誘導(dǎo)功能，同時這三種功能均存在吸引作用。由于介質(zhì)的極性情況各不相同，這就使得不同介質(zhì)所具有的凝聚力也有所差別。所以分離效果往往會受到分離粒子極性以及分離材料的直接影響，同時通過不同的分離材料來進(jìn)行粒子極性的分離，比如說可通過高效分離元件來對極性粒子進(jìn)行分離處理，但需對乳化油粒子或者是油氣溶膠粒子進(jìn)行分離處理時，則一定要選取兩級高效分離元件，這樣才能保證分離效果。超濾技術(shù)一般是利用低阻力以及高效率的纖維過濾材料制成，同時為了使得過濾材料能夠得到連續(xù)使用，并促使其使用壽命得以延長，應(yīng)做好以下幾點：通過提升孔隙率，將孔隙率提升至一倍，使用更細(xì)的纖維，同時容塵量提升一倍，并保證更高的精度，一般可以使過濾材料在不間斷的連續(xù)使用下，其使用年限能夠增長至兩倍。除此之外，通過提升過濾面積，同時選擇設(shè)置折疊式濾芯，這樣在不改變阻力的狀態(tài)下，可以使得該過濾材料的納污量以及使用年限提升至三倍，同時其流通面積還能夠提升一倍。

2 在化工工藝中超濾技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 超濾技術(shù)于合成氨中的具體應(yīng)用

在合成氨中投入應(yīng)用超濾技術(shù)一般是利用該技術(shù)將各種雜物去除，比如說新鮮氣內(nèi)所含有的油水塵，同時還可以使合成觸煤作業(yè)得到一定的保護(hù)，同時通過超濾技術(shù)還可以減少能耗。可以于新鮮氣管路安裝設(shè)置兩級高效過濾器設(shè)備，從而保證分離效率，同時通過投入應(yīng)用超濾技術(shù)可以使得冷交換器設(shè)備的積碳堵塞問題以及油污堵塞問題得到大大的改善，這使得合成塔觸媒得到了一定的保護(hù)。通過實踐可以得知，通過超濾技術(shù)手段來處理合成氨原料氣，能夠使得合成所存在的新鮮氣帶油情況得到了很好的解決，同時也使得超濾技術(shù)的作用得到了很大的發(fā)揮。

2.2 水處理中超濾技術(shù)的應(yīng)用

通過超濾膜的應(yīng)用可以把各種大分子物質(zhì)，阻止于膜的表面，以起到凈化溶液的功能。所以超濾技術(shù)手段現(xiàn)也常常被應(yīng)用于飲用水凈化處理方面，也就是利用超濾膜使得水中的各大分子雜質(zhì)得到截斷、凈化，從而使得水的質(zhì)量得到大大的增強(qiáng)，有利于飲用水安全性的提升。從當(dāng)前的凈化水技術(shù)來看，超濾技術(shù)是現(xiàn)階段最高效，同時安全程度最高的水凈化處理技術(shù)。除了可應(yīng)用超濾膜處理飲用水之外，還可以通過其淡化海水。通過相關(guān)研究可以得知，利用超濾膜處理溶質(zhì)變化較為頻繁，同時渾濁度相對較高的海水，其具有更高的適應(yīng)性，另外還可通過超濾膜開展海水脫鹽作業(yè)?，F(xiàn)在在超濾膜水處理方面，不僅可通過超濾膜對飲用水以及海水進(jìn)行處理，也可應(yīng)用于城市污水以及工業(yè)廢水處理方面。其中在通過超濾膜材料處理城市污水時，可以將城市污水所具有的氨氮清除掉，從而使得城市污水能夠得到再利用。另外在使用超濾膜材料處理工業(yè)廢水時，主要是利用超濾膜將工業(yè)廢水內(nèi)所包含的各種懸浮顆粒物以及油污去除掉，從而使得工業(yè)廢水得到凈化，達(dá)到回收再利用的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 硝酸以及硝銨的合成中超濾技術(shù)的應(yīng)用

超濾技術(shù)同樣可以應(yīng)用于硝酸以及硝銨的合成階段。其中通過超濾技術(shù)來開展硝酸合成作業(yè)，一般是利用超濾技術(shù)將液氨內(nèi)所具有的油污清除掉，從而使得觸媒鉑網(wǎng)得到更好的保護(hù)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益；利用超濾技術(shù)來開展硝銨合成作業(yè)，主要是通過超濾技術(shù)促使液氨內(nèi)所包含的油污得到去除，可以大大提升硝銨合成處理時的穩(wěn)定程度以及安全性。

通過超濾技術(shù)來進(jìn)行硝酸合成以及硝銨合成作業(yè)已經(jīng)在我國有了一段應(yīng)用時間，通過相關(guān)實驗可以得知，通過將超濾技術(shù)投入應(yīng)用到硝酸合成階段，能夠使得觸媒鉑網(wǎng)的使用年限得到大幅度的延長，從而還能夠降低觸媒鉑網(wǎng)需要的清洗次數(shù)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。從安全角度上來看，通過超濾技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠使得硝銨合成作業(yè)時最初進(jìn)口油污情況由50～60mg/L減少至6～10mg/L，另外還可以使硝銨生產(chǎn)階段出現(xiàn)安全事故問題的幾率大大減少。

2.4 氨分離階段超濾技術(shù)的應(yīng)用

氨分離的目的是為了使氨能夠由氣體中分離，進(jìn)而通過處理形成液態(tài)氨。通過氨分離可以有效避免氨過多的進(jìn)入到合成塔內(nèi)，具有降低能耗的功能。而通過將超濾技術(shù)引入到氨分離過程中，可以提升氨分離的效率。也就會利用有超濾膜制作而成的MBR，也就是生物反應(yīng)器，通過反滲透膜的使用，使氨分子被阻攔在外。

3 結(jié)束語

總體而論，超濾技術(shù)的使用不僅符合可持續(xù)發(fā)展理念，同時也能滿足科學(xué)發(fā)展觀，因此超濾技術(shù)才得以被應(yīng)用到我國的多個行業(yè)當(dāng)中。化工工業(yè)作為我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，通過超濾技術(shù)的應(yīng)用，使得化工領(lǐng)域的生產(chǎn)活動得到了改變，同時降低了化工生產(chǎn)作業(yè)成本。另外化工產(chǎn)品的生產(chǎn)往往會消耗大量的資料，而通過超濾技術(shù)的投入使用可以降低其對能源的需求量，響應(yīng)了節(jié)能減排的號召，使生存環(huán)境得到了一定的保護(hù)?，F(xiàn)在化工生產(chǎn)方面，可通過超濾技術(shù)開展氨分離、硝酸以及硝銨的合成、水處理以及合成氨，有效保證處理效率。

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