論超濾技術在化工工藝過程中的應用

張冬冬

（陜西陜化化工集團有限公司，陜西 華縣714100）

0 引言

超濾技術具有流程簡單、分離效果好、處理效率高、能耗低等顯著的特點，作為一門新型的實用科學技術被廣泛應用。目前，超濾技術已廣泛的應用于化工工藝過程中。 隨著該技術的不斷發展和完善，其所具有的高效、節能、環保等優勢將日益顯露，超濾技術的應用領域必將進一步擴展。

1 超濾技術

超濾技術是一種能將溶液進行分離凈化的膜分離技術，它是通過一種膜表面的微孔對物質進行選擇性的分離。當液體混合物流過膜表面時，溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物通過膜，而大分子物質則被留在膜表面，使得濃縮液的濃度得到提高，從而實現分離、濃縮、凈化的目的。 超濾技術可以實現氣液高效分離，它的分離機理是通過確定過濾分離材料的極性設備的結構、以及過濾分離材料的精度三位一體的思路，即以不同介質及工藝條件為依據，對所應使用的過濾材料加以確定。 超濾技術采用的纖維過濾材料具有高效率、低阻力等特點，主要有以下兩種方法：一是可以采用增大孔隙率，選用更為先進的材料。 這樣的材料具有纖維更細、精度更高的特點，其孔隙率、容塵量均比其他材料增大了一倍， 這極大地提高過濾材料的連續使用壽命。二是增大過濾面積，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進行氣液分離時，應采用傳統慣性分離技術的優點并結合新技術的特點來實現最優的分離效果[1]。

2 超濾技術在化工工藝過程中的具體應用

2.1 合成氨和氨的分離改造中的應用

高壓機后新鮮汽油的分離,其用途是將新鮮氣中的雜質如油水塵除去，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改善了冷交換器的油污和積碳堵塞現象， 進一步優化了操作條件，更好的保護合成塔觸媒，可以很好的解決在合成氨過程中的新鮮汽帶油問題，積極的推動合成氨工業的發展[2]。在氨分離改造過程中采用超濾技術，使氨得以高效分離，有效降低了入塔氨含量以及能效，促進生產效率的提升，同時也為企業帶來很好的經濟利潤。

2.2 循環機后油分離器中的應用

該分離器是用于去除氣體中夾帶的油水雜質，以便更好的保護合成觸煤，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使用壽命。 將這種循環機應用于往復式循環機改造中，能延長合成觸媒的使用年限和設備的高效運行。

2.3 水處理中的應用

超濾膜是顆粒懸浮物等大分子物質的有效屏障，因此超濾技術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。 在海水及咸水的淡化方面，超濾膜也常用作反滲透的預處理系統。研究表明，超濾膜對渾濁度高溶質變化大的海水有很強適應性，且對于咸水的脫鹽效用也十分明顯，脫鹽率能達到97%以上[3]。 除此之外，超濾技術在城市污水的回用和工業廢水的處理方面也起著十分重要的作用。超濾技術能有效去除城市污水中的濁度和氨氮以及工業廢水中的油污和懸浮顆粒物，以達到凈化水資源回收再利用的目的。

2.4 變換氣后過濾器和尿素生產中的應用

過濾器的用途主要是完全除去變換氣中的油水雜質，起到保護變換觸煤的作用。 在尿素生產中，超濾技術的主要用途是將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，減少對設備的影響，還大大提高了傳熱效果，使蒸汽消耗量保持穩定，尿素產品顏色潔白，極大的提高產品質量。

2.5 硝酸、硝銨生產中的應用

在生產硝酸時使用超濾技術，能對生產過程中產生的油污雜質進行過濾以減少對觸媒的腐蝕，達到延長其使用壽命的作用。 將超濾技術運用于硝酸的生產過程中，不但能提高工作效率，還能延長使用效率以節約成本。而在硝銨生產過程中使用超濾技術主要是為了對生產出來的氨氣快速的進行凈化，預防安全事故的發生，在提高生產效率的同時極大的保證了系統運行的安全。

2.6 制藥業中的應用

超濾技術在制藥業也有所應用，主要表現在以下三方面，一是除熱原。制劑中去除熱原常利用活性炭反復吸附，該方法勞動強度大、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熱原，具有勞動強度小、產品得率高、產品質量好的優點。 二是小分子精制。 對于抗生素類的小分子物質，其傳統的生產過程存在冗長、收率低、能耗大等缺點，在精制過程中也存在微量大分子雜質殘留的現象，這些雜質可能對人體產生副作用。利用超濾膜不但可以除去大分子雜質，而且可以簡化操作工藝。三是大分子精制。這類產品具有熱不穩定性，超濾的低溫快速過濾特性就可以解決這個問題。 超濾法把高分子多糖類化合物單獨分離出來， 制備具有特殊藥理作用的專門化藥物，來達到不同的治療目的，是膜分離的重要功能[4]。

3 超濾技術應用的優勢

超濾技術是最近這幾年來新發展的一項技術， 有很強的分離作用，并且具有流程簡單、分離效果好、處理效率高、能耗低等顯著的特點，因此在化工工藝過程中得到廣泛的運用。從經濟方面考慮，超濾技術的設備投資小、運行費用低且使用壽命長。此外，超濾技術的使用使得生產成本降低，減少化工能源的消耗的同時也降低了對環境造成的污染。

4 結語

由此可見，由于具有簡單易操作、效率高、能耗低等優點，超濾技術被廣泛運用于化工分離、化工原料和水的處理、醫藥品制造等工業中。 隨著該技術的不斷發展和完善，其高效、節能等優勢將日益凸顯，超濾技術的應用勢必有著更進一步的擴展。 總而言之，超濾技術在化工工藝中的應用，能夠有效的提高分離技術，彌補傳統分離技術的缺陷。 過濾技術雖然好用，但過濾技術的采用也需要根據化工廠自身的實際情況來進行選擇。

［1］王保明,李大明.高效氨分離器氣液分離機理與應用[J].化肥設計,2010（3）.

［2］江春元.運用超濾技術處理涂布廢水[J].中華紙業,2011（2）.

［3］王本玉.全低變工藝改造實施中的幾個問題[J].化肥設計,2012（3）.

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