淺議超濾技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用

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1、淺議超濾技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用　【摘要】所謂超濾技術(shù)，即一門新型的實(shí)用科學(xué)技術(shù)，隨著其不斷發(fā)展和完善，已在諸多領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用。超濾技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、流程短、分離效果好、處理效率高、能耗低等特點(diǎn)，在化工工藝過程中得到廣泛的應(yīng)用。隨著其技術(shù)的不斷完善，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?！　　娟P(guān)鍵詞】化工工藝；超濾技術(shù)；應(yīng)用　　　　1.化工生產(chǎn)現(xiàn)狀及超濾技術(shù)基本原理和結(jié)構(gòu)　　　　1.1化工工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀　　長(zhǎng)期以來，化工生產(chǎn)過程中突出的難題是氣體中夾帶的微小液滴和油霧難以分離，在合成氨、尿素、硝酸、硝

2、銨等生產(chǎn)過程中，油污能使各種觸媒中毒失效、換熱設(shè)備換熱效率下降、阻力增加。以西安超濾公司為例，其采用超濾技術(shù)及高效、低阻、長(zhǎng)壽命的過濾材料，開發(fā)出了各種高效氣液分離裝置。超濾技術(shù)成功解決了傳統(tǒng)慣性分離存在的缺陷，利用新技術(shù)、新材料在傳統(tǒng)慣性分離技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、過濾分離材料的精度和材料極性有機(jī)結(jié)合，其效率可達(dá)99%~99.99%?！　?.2粒子的形成及其分布　　研究證明，速度變化（重力沉降）形成的霧滴粒徑多在100μm以上，壓力變化形成的霧化粒子粒徑在10μm~100μ6m，溫度變化形成的冷凝粒子粒徑在0.01~10μm，且形成的1μm

3、粒子的重量百分比高達(dá)40%。其中極性粒子約為1~10μm以上，非極性粒子約為0.01~1μm。　　傳統(tǒng)分離設(shè)備依靠慣性折轉(zhuǎn)、旋流，重力沉降，絲網(wǎng)除沫方式，僅對(duì)10μm～100μm范圍的液體粒子效果較好，而對(duì)于10μm以下的粒子分離效果較差，為有效分離10μm以下的小粒子，須采用超濾技術(shù)進(jìn)行高效氣液分離。　　1.3分離機(jī)理　　以西安超濾公司為例，其推出超濾方法進(jìn)行高效氣液分離，并首先確定了設(shè)備的結(jié)構(gòu)、過濾分離材料的精度與過濾分離材料的極性三位一體的思路，即根據(jù)不同的介質(zhì)和工藝條件，確定采用過濾材料--濾芯種類及其組合。比如燒結(jié)不銹鋼纖維氈濾芯（以

4、下簡(jiǎn)稱SF濾芯），可用于水、液氨等極性分子，而超細(xì)玻璃纖維濾芯（以下簡(jiǎn)稱MF濾芯）則適用于潤(rùn)滑油、凝析油等非極性分子。SF濾芯采用外進(jìn)里出的氣體流動(dòng)方式，利用了該材料的極性和巨大的表面積，而MF濾芯采用里進(jìn)外出方式，利用過濾層的親油疏水性能及擴(kuò)散、碰撞和攔截等綜合過濾機(jī)理（凝聚式過濾），在通過組合濾層時(shí)凝聚長(zhǎng)大，最終在背風(fēng)面依靠重力降落實(shí)現(xiàn)氣液分離?！　?.4極性選擇與結(jié)構(gòu)6　　介質(zhì)的極性可以用偶極矩衡量，偶極矩等于分子正電中心或負(fù)電中心上的電量乘以兩個(gè)中心之間的距離所得的積。偶極矩為零的分子都是非極性分子，他們的正負(fù)電中心都重合在一起。偶極矩

5、不等于零的分子稱為極性分子如H2O，NH3。極性分子之間存在取向、誘導(dǎo)和色散作用，這三種作用都是吸引作用。不同介質(zhì)的極性大小不一樣其凝聚力也不相同。因此針對(duì)需分離粒子極性不同選擇不同的分離材料也是影響分離效果的關(guān)鍵因素，比如分離極性粒子可采用單級(jí)高效分離元件，而分離油氣溶膠粒子或乳化油粒子則必須采用兩級(jí)高效分離元件。超濾技術(shù)主要采用高效率低阻力纖維過濾材料，為了提高過濾材料的連續(xù)使用壽命，我們采用了如下方法：　?。?）增大孔隙率，采用更先進(jìn)的材料，纖維更細(xì)，精度更高，孔隙率增大一倍，容塵量增大一倍，過濾材料連續(xù)使用壽命增加兩倍?！　。?）增大過

6、濾面積，采用折疊式濾芯，在阻力相同情況下，流通面積增加一倍，納污量增加三倍，壽命增加三倍。此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)保留傳統(tǒng)慣性分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，最大限度發(fā)揮各種分離作用以達(dá)到最佳效果?！　　　?.化工工藝過程中超濾技術(shù)的具體應(yīng)用　　　　2.1合成氨　　高壓機(jī)后新鮮氣油分離　　用途：除去新鮮氣中的油水塵等雜質(zhì)，保護(hù)合成觸煤、降低能耗。6　　應(yīng)用舉例：四川廣宇化工股份有限公司在新鮮氣管路上采用了兩級(jí)高效過濾器，每年排放油水16.2噸為理論水量的92.36%，分離效率比原來的45～47%大大提高，自98年投產(chǎn)以來，一直運(yùn)行良好。由于采用了超濾技術(shù)，大大改善了

7、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，有效保護(hù)了合成塔觸媒。該公司是合成氨原料氣中最早使用超濾技術(shù)的用戶，使用過程中，充分顯示了超濾技術(shù)特點(diǎn)和強(qiáng)大生命力，使多年來長(zhǎng)期得不到解決的合成氨新鮮氣帶油問題得到了解決，為合成氨工業(yè)全面推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)開辟了一條成功道路?！　?.2氨分離改造　　用途：高效氨分離，從氣體分離出霧狀液氨，能降低入塔氨含量，降低能耗。直接經(jīng)濟(jì)效益明顯。應(yīng)用舉例：湖南湘氮實(shí)業(yè)有限公司利用其原高壓氨分外筒，用超濾技術(shù)對(duì)內(nèi)件進(jìn)行改造，自2000年10月開始投入運(yùn)行，取得很好的效果，透平循環(huán)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，合成塔進(jìn)口氨含量

8、降低1.4%，年產(chǎn)量氨增加18768噸，增收3500多萬元。　　2.3循環(huán)機(jī)后油分離器　　用途：除去氣體中夾帶的油水雜質(zhì)，保護(hù)合成觸煤，降低能耗。