高分子精密微孔過濾技術(shù)在催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用
摘要:高分子精密微孔過濾技術(shù)是一種高效的固液精密過濾技術(shù)，在化工生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用前景。敘述了高分子精密微孔過濾技術(shù)的主要組成、性能及其在催化劑的制造工藝與應(yīng)用工藝中的主要使用概況。
高分子精密微孔技術(shù)是一種新型過濾技術(shù)，由于其過濾效果、排渣效果、微孔過濾管再生、化學(xué)防腐、動(dòng)力消耗及投資與成本等綜合性能均較優(yōu)異，在工業(yè)上已獲得廣泛應(yīng)用，被原國家科委于1992年與1996年連續(xù)兩次選為國家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃項(xiàng)目。
1 高分子精密微孔過濾技術(shù)
(1)硬件 包括PG型精密微孔過濾機(jī)(內(nèi)裝微孔PE過濾管或微孔PA過濾管)和輔助裝置(空壓機(jī)、貯氣柜和輸送泵等)。PG型精密微孔過濾機(jī)現(xiàn)有PGK、PGR、PGF、PGH、PGD與PGW等不同結(jié)構(gòu)型號(hào)，每種型號(hào)有多種規(guī)格過濾面積，其中最大為200 m2，最小為0.5 m2。
(2)軟件 包括被過濾物料過濾參數(shù)測試，過濾工藝選擇，所需過濾面積計(jì)算，微孔過濾管毛細(xì)孔徑型號(hào)選擇，PG型精密微孔過濾機(jī)型號(hào)與規(guī)格選擇，過濾工程安裝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)裝置的操作與維護(hù)方法。
2 主要性能
①過濾效率高 對于液固精密過濾，當(dāng)靜止過濾時(shí)，最小可過濾0.5 μm,如是動(dòng)態(tài)過濾，最小可過濾0.3 μm；對氣固精密過濾，其中0.3 μm微粒的過濾效率大于99%。
②洗滌效率高 在微孔過濾機(jī)內(nèi)可對微孔過濾管外表面所形成的濾餅進(jìn)行靜止洗滌，洗滌效率大于95%。
③卸除濾餅簡便 利用壓縮氣體對微孔管進(jìn)行快速瞬時(shí)反吹，就可將微孔管外表面的濾餅快速吹落，打開精密微孔過濾機(jī)底部的氣動(dòng)排渣大底蓋，較干的濾餅就能順利排出過濾機(jī)。
④再生效率高 利用簡便的氣水混合流快速反吹法，可對微孔過濾管進(jìn)行高效再生，微孔過濾管不易被堵塞，至少可用0.5～2年。
⑤耐腐蝕性能好 微孔過濾管耐酸、堿、鹽及70 ℃以下大部分有機(jī)溶劑。
⑥維護(hù)檢修方便 精密微孔過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)較簡單，所裝微孔過濾管較輕，維護(hù)與檢修均較方便。
⑦動(dòng)力消耗小 過濾壓差一般不超過0.2～0.3 MPa。
⑧占地面積較小 大部分精密微孔過濾機(jī)為立式安裝，單位過濾面積過濾機(jī)所需的占地面積較小。
⑨投資及操作成本較低 微孔過濾管的基本原料為高分子，價(jià)格較低，過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)又較簡單，因此投資費(fèi)用較低。微孔管可長期使用，節(jié)省動(dòng)力，操作較簡單，不需很多操作人員，因此操作成本也較低。
主要的缺點(diǎn)是耐溫低，微孔PE管一般不超過80 ℃，微孔PA管不超過120 ℃；另一缺點(diǎn)是濾餅干度不及三足式離心機(jī)與皮膜擠壓板框壓濾機(jī)。
3 應(yīng)用
(1)在催化劑制造工藝中，PG型各種規(guī)格的精密微孔過濾機(jī)已被成功地用于制造催化劑的各種液體原料(包括水)的精密過濾，去除液體原料中的懸浮雜質(zhì)，以提高反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量與收率。如某些石油催化劑廠用于酸性硫酸鋁溶液與強(qiáng)堿性偏鋁酸鈉溶液的過濾。這些過濾均能全部去除溶液中未反應(yīng)完全的氫氧化鋁顆粒，使溶液達(dá)到三無(無懸浮物，無雜物，無沉淀物)一透(透明)的效果，收率提高。PG型精密微孔過濾機(jī)可用于化學(xué)反應(yīng)后超細(xì)顆粒產(chǎn)品的過濾，如某石化廠用于氧化鋁的前體——氫氧化鋁的過濾與洗滌，取代了傳統(tǒng)的板框壓濾機(jī)，過濾收率可提高15%～30%，取消了原來5次排渣、打漿與壓濾等繁復(fù)操作，在PG型的精密微孔過濾機(jī)內(nèi)一次就完成過濾、洗滌與排渣，生產(chǎn)的氫氧化鋁干膠質(zhì)量指標(biāo)均合格。這一新技術(shù)與新裝備，不僅使收率提高，還省去大批不銹鋼漿化缸等輔助裝置，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅下降，可節(jié)省40%勞動(dòng)力。PG型精密微孔過濾機(jī)還被大量用于其它催化劑細(xì)顆粒的過濾與洗滌，如一些石油催化劑與化肥催化劑等。
(2)在催化劑應(yīng)用工藝中，細(xì)顆粒催化劑參與化學(xué)反應(yīng)后，應(yīng)及時(shí)將催化劑與反應(yīng)溶液完全分離，以使催化劑繼續(xù)進(jìn)行下一批反應(yīng)或進(jìn)行催化劑再生。如果分離不完全，不僅影響化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量，也由于催化劑的損失而使操作成本增加。固體催化劑的顆粒很細(xì)，一般濾布很難達(dá)到完全分離，用濾布的各種過濾機(jī)，排濾餅操作均較麻煩。PG型精密微孔過濾機(jī)可分離0.5～1 μm的顆粒，過濾效率達(dá)100%，其排固體濾餅操作及再生容易，具有很優(yōu)異的耐酸堿等化學(xué)性能，因而在石油化工、精細(xì)化工與制藥生產(chǎn)上被成功用于催化劑的過濾分離。如鈀催化劑，在各化工與制藥生產(chǎn)中應(yīng)用很普遍，但由于沒有簡單可靠的過濾技術(shù)，以致操作成本較大。從1981年開始，PG型精密微孔過濾機(jī)就被成功用于某一石化廠的鈀催化劑過濾。18年來，已推廣到許多化工廠與制藥廠，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。PG型精密過濾機(jī)還用于許多其它貴重催化劑的過濾，如鎳銅催化劑及其它貴金屬炭載催化劑等。
4 結(jié)語
高分子精密微孔過濾技術(shù)具有優(yōu)良的綜合性能，在化工與醫(yī)藥生產(chǎn)催化劑的制造或回收中，都獲得廣泛應(yīng)用。為了使應(yīng)用一次成功，應(yīng)用前應(yīng)進(jìn)行小型試驗(yàn)與計(jì)算，確定最佳微孔過濾管的毛細(xì)孔直徑，測定過濾物料的過濾比阻與壓差之間的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算最佳過濾壓差，然后計(jì)算所需過濾面積與最大濾餅層厚度，選擇PG型精密微孔過濾機(jī)的型號(hào)與規(guī)格。
參考文獻(xiàn)：
[1] 宋顯洪.高分子微孔管與精密過濾機(jī)［J］.上；，1989，(3)：25-26.
[2] 宋顯洪，殷龍志.微米與亞微米級(jí)液固與氣固混合物的一種新型分離技術(shù)［J］.化工進(jìn)展，1993，12(4)：25-28.
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