1、超 滤 技 术 在化 工 工 艺 中的 应 用 王跃 摘 要： 在化工研究领域的发展进程中, 超滤技术能够应用到生产加工中的各个层面, 此技术属于膜分离技术的一种, 相较于传统膜分离技术而言, 具有明显的使用 优势, 主要表现在分子量小、 过滤速度快、 物质不容易发生转移情况。 这种超滤 技术主要应用于大分子物质的有效隔离和升华等处理中。 基于此, 本文笔者根据 多年实际工作经验, 深入分析探讨超滤技术在化工工艺方面的应用要点, 希望 带给读者一些帮助。 关键词 ： 化工工艺; 超滤技术; 应用; 研究; 0 引言 超滤膜由两层非对称的膜组成, 两层膜的结构不同, 上层薄而下层厚, 上层截 留
2、粒子称为活化层, 下层起到增强膜强调称为支撑层。 根据膜材料的不同, 分为 无机膜和有机膜。 超滤装置分为无搅拌式超滤、 搅拌式超滤和中空纤维超滤。 无 搅拌式超滤浓度极化严重、只适用于超滤浓度较稀的样品;搅拌式超滤法提高了 超滤的速度, 不易产生浓度极化现象;中空纤维超滤效果最好, 因其纤维毛细管 有效面积大, 极大地增大了渗透的表面积, 使得超滤的速度大大提高。 1 对超滤技术的相关 概述 在现阶段化工领域的生产发展过程中, 最常用到的膜分离技术 就是超滤技术, 此技术主要用于对溶液和气液物体的分离。 近年来膜法净化理论和应用已成为饮 用水净化领域的研究热点, 膜处理技术也被广泛应用于实际
3、饮用水净化工程, 但由天然有机物 (nature organic matter, NOM) 导致的膜污染仍是限制膜技术 推广应用的主要瓶颈。 有研究表明, 通过预处理改变水中污染物表面性质及其存 在形态, 可以提高超滤对水中 NOM 的去除效率并有效减缓膜污染。 截至目前, 已 研究了3 种膜组合工艺:常规膜组合工艺、直接过滤膜组合工艺及一体式膜组合 工艺。已有的研究表明, 常规膜组合工艺可以较好地去除污染物, 减缓膜污染, 但占地面积大, 排泥量多, 且原水经混凝、 沉淀单元后剩余小颗粒物质易堵塞膜 孔。 对于直接过滤膜组合工艺而言, 污染物经混凝处理后直接进入膜池, 去除效 率较高, 且占
4、地面积小。 此外, 进入膜池的颗粒粒径较大, 不易吸附/堵塞膜孔, 但膜池内大颗粒絮体极易沉淀, 排泥量较大。 有效解决常规膜组合工艺与直接过滤膜组合工艺出现的问题, 近年来提出了将 吸附剂与超滤膜直接联用的一体式组合工艺, 试图在保证污染物去除效率的基 础上更好地保护超滤膜, 并取得了较好效果。 与常规膜组合工艺相 比, 一体式膜 组合工艺 无需混 凝和沉 淀单元, 因而占 地面积 较小;与 直接过 滤膜组 合工艺相 比, 一体式膜组合工艺是以曝气等方式将吸附剂预先 “吸附”在膜表面, 污染物经 吸附和截留后不易沉淀, 排泥量较小。因此, 一体式膜组合工艺逐渐受到重视。 为了有效保证分离材料
5、的使用年限不会受到影响, 在进行过滤的过程中一般首 先选择增加孔隙率和过滤面积。 也就是说, 截至到目前为止, 在化工研究领率进 行分离操作最为先进的技术之一就是超滤技术, 因此需要不断强化对其发展重 视力度。 2 超滤技术在化工工 艺中的应用 2.1 制药 工业领 域 的 应用 膜分离技术尤其是超滤技术在近几年已经在医药工业领域中取得了非常广泛地 应用, 发展势头呈现良好的趋势, 前景十分乐观。 超滤技术目前主要应用在口服 液的生产、中药有效成分的提取、热源的去除、制药废水中有效成分的回收等。 利用超滤技术制备复方丹参和丹参注射液, 通过毒性、 药效及化学分析试验表明, 超滤法可提高药效、
6、除去杂质、 安全无毒并且可以保留更多的有效成分。 通过比 较研究表明, 用超滤法制备补骨脂素的注射液比水醇法制备的工艺流程短, 产 品澄清度好并且色泽深、 有效成分损失少、 且 主要的有效成分异补骨脂素及补骨 脂素 的含量均比水醇法更高, 可高达76.3% 。 另外, 在生产抗生素的过程当中, 采用膜超滤法还可以克服传统工艺过程的耗 时长、能耗大、产率低等缺点。用 Pes-10 的超滤膜分离土霉素具有较大的截留 率, 且结晶过程的纯度与收率高、 透过液结晶光泽好、 损失少等优点, 在土霉素 的分离过程中还可以除去对色度产生影响的色素分子以及大部分蛋白质。 在制备 口服液的工艺中, 超滤法在保留
7、了口服液中有效成分的同时, 还提高了口服液 的质量。 有研究表明, 用67 万的超滤膜处理大黄、 山楂、 葛根、 黄 柏等 7 种药 材煎煮的药液, 测得主要的成分损 失在13% 以下, 相比其他制备方法损失最低。 用分子质量70?000?Da 的超滤膜制备的人参精口服液, 与原液的高压色谱图基 本一致。 此外, 超滤技术也在抗生素的生产如头孢菌素、 红霉素、 青霉素、 硫酸 (双氢) 链霉素、硫酸卡那霉素等也有广泛的应用。 2.2 在硝 酸生产 中的 应用 在化工企业生产发展过程中, 对于硝酸的生产过程, 科学合理的运用超滤技术, 能够有效祛除硝酸中的油污、 最大程度的保证触媒铂网。 触媒铂
8、网保护措施的采 取能够降低硝酸生产设备在生产过程中的损害, 这对于生产设备寿命的延长有 着极为重要的意义。 2.3 在硝 氨生产 中的 应用 在化工企业, 进行硝氨生产环节中, 对超滤技术的应用占有很大比重, 不仅能 够有效祛除油污, 而且还能够有效预防氨气带油情况的存在。 不仅如此, 有效应 有超滤技术, 还能够保证整个生产系统处于安全稳定的运行环境之中, 能够有 效降低安全事故的发生概率。 近些年来, 我们国家很多化肥厂在进行硝氨生产的 时候, 都会选择把超过滤器安装在氨压缩机上, 此举的主要目的是有效降低氨 的油含量, 有效提升氨气纯度, 保证生产系统安全稳定运行。 2.4 超滤 技术在
9、 循环 机后 油分 离器中 的具 体应用 在化工生产过程 中安放循环机的主要目的是, 有效实现对油水杂质的清除, 有 效保证合成触煤处于安全稳定的发展环境中。 在使用超滤技术后排放油水量同以 往相比明显增多, 且合成触煤的使用寿命明显延长。 3 结束语 综上所述, 在化工生产领域有效应用超滤技术, 能够有效防止杂物进入, 实现 水油分离, 保证生产系统时刻处于安全稳定的运行环境之中, 在未来的发展过 程中, 希望化工企业可以根据自身实际发展要求, 科学合理的运用超滤技术, 保证生产效率得到有效提升, 不断强化企业生产效益。 参考文献 1 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) :199-200. 2 闵胜益.论超滤技术 在化工工艺过程中的应用J.低碳世界, 2015 (27) :287-288. 3 常蔓丽.超滤技术在 化工工艺过程中的应用J.化工管理, 2015 (34) :192. 4 李洁钊, 张金城.超 滤技术用于乳品工业的试验J.水处理技术, 1987 (03) .
