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化工工艺过程中超滤技术的应用张振印

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：张振印

[导读] 摘要：在我国科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高的今天，超滤技术可以有效去除水中的微粒、胶体、热源以及各种有机物质，不会产生污染，操作简单、去除率高、运行成本低，因此，广泛应用在化工工艺过程中。

        山东润银生物化工股份有限公司山东泰安 271509
        摘要：在我国科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高的今天，超滤技术可以有效去除水中的微粒、胶体、热源以及各种有机物质，不会产生污染，操作简单、去除率高、运行成本低，因此，广泛应用在化工工艺过程中。
        关键词：化工工艺过程；超滤技术；应用
        引言
        超滤即是指在溶液压力控制范围下使溶剂和一些低分子量溶质透过膜上微孔到达膜另一侧的过程，在这一过程中，高分子溶质以及相关乳化胶束团则会截留下来，这样也可实现透过溶液进行分离。对于截留过程而言，其实际上是借助筛分的作用，然而由于受到膜的静电效用影响，截留功效也能得到全面的发挥。在开展超滤分离工作的过程中，料液在一定程度上会受到外部压力的作用，使得膜表面及微孔可吸纳胶体物质及高分子物质，而孔内由于受到阻塞也会出现截留的现象，再加上膜表层筛分作用的发挥，也会使超滤膜技术全面发挥阻止作用，而水分、低分子物质以及无机盐等则会透过膜。
        1化工废水的特点
        在人类的生活与发展过程之中，水资源是最基础，也是最重要的资源，不可或缺。但是，水质以本质上分析，其具有一定的复杂性特征，水中有着多种副产物，对于水质会造成不同程度上的作用。人们在生活中使用水时，水质是需要重点关注的内容。伴随化工领域的不断发展，对于环境的污染情况也变得更为严重。化工企业不仅仅需要大量的用水，也会有大量的污水排放。在我国，各湖泊、河流等水质渐渐恶化与化工废水的排放有着必然的联系。通过真实数据发现，化工废水在每一年的排放量占据全国废水排放的50%以上。依据对多家化工企业的调查发现，其废水大多来自于以下方式。一是原料与产品的流失。化工产品在开采、运输、生产等各环节中，总会有部分流失的情况出现，通过雨水、大风等影响，渐渐的变为工业废水。二是管道与设备的泄露。在生产过程中，因管道、设备等操作或密封等做的不够到位，以致其在运输过程中出现泄露。三是生产设备的清洗。在化工生产中，容器、管道等需要经常性的清理，其在生产中出现的相应有害物质可能会伴随清理时使用的水一起排出，进而变成废水。四是未反应完的原料。五是特定生产中形成的废水。这一类的废水一般是通过蒸汽、汽提等排放。化工废水的类型多样，且对人体有毒有害，也不太容易达成净化，会在生物体内积累，还具有对水体的耗氧属性，容易导致水质的不良发展。当前，各类化工废水的处理工艺不断涌现，切实的解决对生态环境，特别是水资源造成的污染，也保证化工企业的稳步发展。
        2化工工艺过程中超滤技术的应用
        2.1超滤技术在过滤器改造中的应用
        在换气操作后所改造的过滤器当中应用超滤技术，其主要目的便是提高化工工艺操作的有效性，并在可控范围内尽可能减少变换气期间油水杂质共存对过滤器产生的影响，进而实现对变换触媒的保护作用。例如，陕西某家化肥厂在进行日常的工艺操作时，因传统的过滤器无法实现对油水杂质的全面化分离，因此将超滤技术应用于过滤器改造中，利用二级超滤过滤器完成对油水排放工艺的改造及优化，并达到对变换触媒的保护作用。并且，在此过程中，通过将二级超滤器替换传统的过滤器增大了变换气期间油水杂质的排放量，并减少能源的消耗，提高触媒应用时间的同时，使得化工生产过程中的效率也得到了明显增长。
        2.2应用于合成氨和氨分离改造
        在合成氨和氨分离中应用超滤技术，既可以降低能耗，又可以提升产品产量，最重要的是，能提高分离效率。相比于其他生产工艺，其分离效率能提高到50%以上。首先，超滤技术在合成氨中的应用主要体现在：（1）去除杂质。例如，去除空气中的油水尘；（2）降低能耗。例如，在新鲜的气管路中，可设置两级超滤设备，提升分离效率，而不需要消耗过多的能源。尤其是可以改善冷交换器设备的积碳、油污堵塞问题。

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因为超滤技术的过滤效果极强，能去除各种杂质，减少杂质污染。所以，可有效保护合成塔，延长合成塔的使用周期。其次，在氨分离方面，超滤工艺也发挥出了显著的应用优势。氨分离是指将氨从气体中分离出来并进行处理，使其成为液态氨。在这一过程中，起到关键作用的是超滤膜，能够从气体中分离雾状液氮，避免较多的氨进入合成塔。这样就能降低塔的氨质量分数，并提升氨分离效率。另外，在实际应用中也有部分企业会以超滤膜为材料制作膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR），借助反渗透膜进行氨分离。显然，应用超滤技术可以有效改善合成氨和氨分离的工艺水平，提升产品产量。例如，湖南某企业在应用超滤技术后，其合成塔进口氨质量分数降低了1.4%左右，且氨的年产量明显提升。
        2.3超滤技术循环机后油的分离器中的应用
        传统的循环机后油分离器分离完气液后，气体中还带有油污、小液滴等杂质，不是纯净的气体。在循环机后油的分离器中应用超滤技术能够实现气体的提纯，将气体中含有的油水杂质全部分离出去，能够有效保护合成触媒，降低工艺能耗。湖南湘氨企业为最早在循环机后油的分离器中中应用超滤技术的企业，通过该技术的应用，该企业分离出大量的油水混合物，与此同时，触媒的寿命也大大增长，整个企业的生产效益大大提高。此后，众多企业效仿该企业的做法，将超滤技术应用于循环机后油的分离器中，取得了显著成效。
        2.4化工污水处理
        化工污水具有极大的污染性，是工业污水处理中的关键，传统的化工污水处理技术具有处理效果较差或成本投入过高的缺陷，通过超滤膜技术进行化工污水处理，可有效解决处理效果差和成本投入高的问题。尤其是在超滤膜技术进行处理的过程中，不需要添加其他化学物质，能够避免处理过程中可能产生的二次污染问题。化工污水处理的环境较为复杂，部分处理环境存在温度较高的情况，超滤膜技术对于溶液的酸碱性和高温均可较好适应，保持稳定的处理效果，受到环境因素的影响较小。随着超滤膜技术的不断实践应用和研究，技术水平在不断成熟和提高，在操作方法和稳定性方面也将显现出更高的技术优势，形成更加高效的自动化生产模式。
        2.5 超滤技术在合成硝酸中的应用
        将超滤技术应用于合成硝酸的杂质分离工艺当中，这对于超滤技术的进一步发展有着重要的作用。并且将超滤技术应用于硝酸与硝铵合成操作中，主要是将液态氨中所存在的油污杂质进行剔除，以此实现对触媒铂网的保护，延长构件使用年限，使得整个工艺实际运行安全性与稳定性更高，降低后期维护管理难度的同时，提高工艺生产效益。
        结语
        总而言之，近年来，随着全球经济一体化进程的不断加快，由此极大的推动了各个前沿领域的发展，在化工工艺过程中，超滤膜技术的出现提升了中国水资源的处理效率和处理质量。通过超滤膜技术，能够有效截留水体中的各种高分子物质，通过将水资源与高分子物质进行分离来完成水体的净化，具有非常显著的净化效果。相信随着更多人重视超滤膜技术的运用，超滤膜技术一定会得到更好的发展。
        参考文献：
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        [2]路欢身.化工工艺过程中超滤技术的应用研究[J].化工设计通讯，2017，43（08）：65.
        [3]夏家信.超滤技术在化工工艺过程中的应用[J].化工设计通讯，2016，42（12）：78.
        [4]商硕冰，黄亮.化工工艺过程中的超滤技术应用分析[J].化工管理，2016（07）：218.
        [5]张志云，哈权章.试析化工工艺过程中超滤技术的应用研究[J].化工管理，2015（20）：199.