論超濾技術(shù)在化工工藝中的應用
【論文關(guān)鍵詞】化工工藝 超濾技術(shù) 應用
【論文摘要】所謂超濾技術(shù)，即一門(mén)新型的實(shí)用科學(xué)技術(shù)，隨著(zhù)其不斷發(fā)展和完善，已在諸多領(lǐng)域得到較為廣泛的應用。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(guò)程中得到廣泛的應用。隨著(zhù)其技術(shù)的不斷完善，其所具有的高效、節能、環(huán)保等優(yōu)勢將日益顯露，超濾技術(shù)的應用領(lǐng)域必將進(jìn)一步擴展。
1.化工生產(chǎn)現狀及超濾技術(shù)基本原理和結構
1.1化工生產(chǎn)現狀
長(cháng)期以來(lái)，化工生產(chǎn)過(guò)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、硝銨等生產(chǎn)過(guò)程中，油污能使各種觸媒中毒失效、換熱設備換熱效率下降、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(cháng)壽命的過(guò)濾，開(kāi)發(fā)出了各種高效氣液分離裝置。超濾技術(shù)成功解決了傳統慣性分離存在的缺陷，利用新技術(shù)、新材料在傳統慣性分離技術(shù)基礎上實(shí)現設備的結構、過(guò)濾分離材料的精度和材料極性有機結合，其效率可達99%~99.99%。
1.2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~100μm，溫度變化形成的冷凝粒子粒徑在0.01~10μm，且形成的1μm粒子的重量百分比高達40%。其中極性粒子約為1~10μm以上，非極性粒子約為0.01~1μm。
傳統分離設備依靠慣性折轉、旋流，重力沉降，絲網(wǎng)除沫方式，僅對10μm～100μm范圍的液體粒子效果較好，而對于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，并首先確定了設備的結構、過(guò)濾分離材料的精度與過(guò)濾分離材料的極性三位一體的思路，即根據不同的介質(zhì)和工藝條件，確定采用過(guò)濾材料--濾芯種類(lèi)及其組合。比如燒結不銹鋼纖維氈濾芯（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SF濾芯），可用于水、液氨等極性分子，而超細玻璃纖維濾芯（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MF濾芯）則適用于潤滑油、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(guò)濾層的親油疏水性能及擴散、碰撞和攔截等綜合過(guò)濾機理（凝聚式過(guò)濾），在通過(guò)組合濾層時(shí)凝聚長(cháng)大，最終在背風(fēng)面依靠重力降落實(shí)現氣液分離。
1.4極性選擇與結構
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電中心上的電量乘以?xún)蓚�(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，他們的正負電中心都重合在一起。偶極矩不等于零的分子稱(chēng)為極性分子如H2O，NH3。極性分子之間存在取向、誘導和色散作用，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高效分離元件。超濾技術(shù)主要采用高效率低阻力纖維過(guò)濾材料，為了提高過(guò)濾材料的連續使用壽命，我們采用了如下方法：
�。�1）增大孔隙率，采用更先進(jìn)的材料，纖維更細，精度更高，孔隙率增大一倍，容塵量增大一倍，過(guò)濾材料連續使用壽命增加兩倍。
�。�2）增大過(guò)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，結構設計上應保留傳統慣性分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，最大限度發(fā)揮各種分離作用以達到最佳效果。
2.化工工藝過(guò)程中超濾技術(shù)的具體應用
2.1合成氨
高壓機后新鮮氣油分離
用途：除去新鮮氣中的油水塵等雜質(zhì)，保護合成觸煤、降低能耗。
應用舉例：四川廣宇化工股份有限公司在新鮮氣管路上采用了兩級高效過(guò)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(lái)的45～47%大大提高，自98年投產(chǎn)以來(lái)，一直運行良好。由于采用了超濾技術(shù)，大大改善了冷交換器的油污和積碳堵塞現象，進(jìn)一步優(yōu)化了操作條件，有效保護了合成塔觸媒。該公司是合成氨原料氣中最早使用超濾技術(shù)的用戶(hù)，使用過(guò)程中，充分顯示了超濾技術(shù)特點(diǎn)和強大生命力，使多年來(lái)長(cháng)期得不到解決的合成氨新鮮氣帶油問(wèn)題得到了解決，為合成氨工業(yè)全面推廣應用該項技術(shù)開(kāi)辟了一條成功道路。
2.2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。直接效益明顯。應用舉例：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)對內件進(jìn)行改造，自2000年10月開(kāi)始投入運行，取得很好的效果，透平循環(huán)機能正常運轉，合成塔進(jìn)口氨含量降低1.4%，年產(chǎn)量氨增加18768噸，增收3500多萬(wàn)元。
2.3循環(huán)機后油分離器
用途：除去氣體中夾帶的油水雜質(zhì)，保護合成觸煤，降低能耗。
應用舉例：湖南湘氮實(shí)業(yè)，用于往復式循環(huán)機油分改造，自2001年1月投運以來(lái)，排放油水量明顯比以前增加，合成觸煤的壽命已由改造前的3個(gè)月左右，延長(cháng)到現在的7-8個(gè)月，目前仍在高效低阻狀態(tài)下運行。
2.4變換氣后過(guò)濾器
用途：除去變換氣中的油水雜質(zhì)，保護變換觸煤。應用舉例：陜西化肥廠(chǎng)在新鮮氣壓縮機三段出口采用了二級超濾過(guò)濾器，自2000年4月投產(chǎn)以來(lái)，每小時(shí)平均排油水100余公斤，有效保護低變觸煤。
2.5尿素
用途：除去CO2氣體中的油污，降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
應用舉例：山東章丘第二化肥廠(chǎng)在CO2壓縮機后使用了超濾過(guò)濾器，使用后發(fā)現，一、二段分解加熱器的油污垢情況大大改善，提高了傳熱效果，蒸汽消耗量穩定，尿素產(chǎn)品顏色潔白。首臺CO2高效除油器的成功應用為后續廠(chǎng)家改造起到了典范作用。
2.6硝酸
用途：除去氨氣中的油污，保護昂貴的觸煤鉑網(wǎng)，延長(cháng)其工作壽命。
應用舉例：山東�；�濰坊硝銨廠(chǎng)在銷(xiāo)酸氧化爐前氣氨過(guò)濾器采用了超濾過(guò)濾器，使用后，氧化爐鉑金屬絲網(wǎng)壽命延長(cháng)，現已連續運轉2年多，同時(shí)過(guò)濾清洗周期比原布袋過(guò)濾器長(cháng)，減少了不少工作量。
2.7硝銨
用途：除去氨氣中夾帶的油污，防治氨氣帶油進(jìn)入硝銨中和工段，提高系統安全性能，防止意外。
應用舉例：蘭州化學(xué)公司化肥廠(chǎng)硝銨車(chē)間，在氨壓縮機氣氨檔板過(guò)濾器之后加裝了超濾過(guò)濾器，根據2000年8月份投產(chǎn)以來(lái)的情況看，氣氨中的油含量，由進(jìn)口狀態(tài)的50-60ppm降至6-10ppm，完全滿(mǎn)足硝銨中和工段的要求，對系統的安全運行起到了重要的作用。
2.8煉油廠(chǎng)尾氣回收
用途：從氣體中分離出雜質(zhì)，保護中空纖維膜，延長(cháng)膜的使用壽命。
安慶石化總廠(chǎng)柴油加氫尾氣回收膜分離器前原旋風(fēng)分離器后采用了SF+MF+SMF三級超濾技術(shù)，過(guò)濾精度達到了0.01μm，效率達到了99.99%，現已連續使用2年多，分離出大量含硫化氫、柴油和水混合液體，有效保護中空纖維膜，延長(cháng)了膜的使用壽命。
2.9天然氣凈化及凝析油回收
用途：從氣體中分離出雜質(zhì)，保護中空纖維膜，延長(cháng)膜的使用壽命。長(cháng)慶油田在天然氣中空纖維膜干燥器前設置三級（下轉第84頁(yè)）（上接第16頁(yè)）超效過(guò)濾器，用于凈化氣體保護中空纖維膜，使用中意外發(fā)現分離出大量凝析油，現已推廣至工業(yè)大規模應用。
【參考文獻】
�。郏保萃醣Ｃ�,李大明.高效氨分離器氣液分離機理與應用[J].化肥設計,2001.
�。郏玻萁涸�.運用超濾技術(shù)處理涂布廢水[J].中華紙業(yè),2001.
�。郏常萃醣居�.全低變工藝改造實(shí)施中的幾個(gè)問(wèn)題[J].化肥設計,1997.
論文相關(guān)查閱：畢業(yè)論文范文、計算機畢業(yè)論文、畢業(yè)論文格式、行政管理論文、畢業(yè)論文
【論超濾技術(shù)在化工工藝中的應用】相關(guān)文章：
論網(wǎng)格技術(shù)在電子商務(wù)模式中的應用12-02
論信息技術(shù)在英語(yǔ)教學(xué)中的應用12-05
論工業(yè)工程技術(shù)在現場(chǎng)管理中的應用03-25
淺談環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)應用論文03-15
論教育技術(shù)建設與應用03-29
論信息通信技術(shù)在服務(wù)業(yè)中的應用論文03-16
- 相關(guān)推薦