高分子微孔精密過濾技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、高分子微孔精密過濾技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用摘要:高分子微孔精密過濾技術(shù)是一種新型高效的固液精密過濾,在化工生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。文章敘述了這一技術(shù)的主要特點,以及在制藥、銅氨過濾、油脂等制造與應(yīng)用工藝中的主要應(yīng)用概況。關(guān)鍵詞:高分子微孔精密過濾1 高分子微孔精密過濾技術(shù)的原理和特點化工生產(chǎn)中固液分離是常見的操作單元,對于大多數(shù)化工液體而言,常采用1-10um的精密過濾,而此精密過濾的介質(zhì)大多采用整體型的用作亞精密過濾的濾布、濾網(wǎng)或濾氈。它存在兩大不足:在過濾初期,小于10um的微粒易發(fā)生穿漏,只有進行反復(fù)循環(huán),過濾精度才逐漸達到要求,這樣就導(dǎo)致過濾效率較低;采用非金屬、金屬濾布或濾網(wǎng)作為過濾介質(zhì),

2、對較黏細顆粒形成的濾餅難以卸除。高分子微孔精密過濾以燒結(jié)聚乙烯為原料的高分子微孔管為核心元件,其基本原理: 利用微孔管正向過濾, 反向沖洗、再生。待過濾物料從過濾液進口進入,由于存在壓差,粒度小于微孔的物質(zhì)穿越管壁后匯集至過濾溶液出料口流出,大于微孔的物質(zhì)被阻擋在微孔管外形成濾渣。微孔管工作一段時間后,可從反向沖洗口或正向沖洗口通入清洗物,將微孔管反向或正向沖洗(反向沖洗為主 ,使微孔管“再生”。高分子微孔精密過濾的主要優(yōu)點:過濾效率高,卸除濾餅簡便, 再生效率高;應(yīng)用反吹法可對微孔管進行高效、簡單的物理再生;微孔管可長期使用,耐腐蝕性能好, 微孔管耐酸、堿、鹽及大部分有機溶劑;維護檢修方便,

3、過濾機結(jié)構(gòu)較簡單,維護與檢修容易;動力消耗小,占地面積少, 適應(yīng)性廣。而其主要缺點:微孔管耐溫不高,最高不超過120;濾餅干度不及板框式壓濾機。2 高分子微孔精密過濾技術(shù)在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用2.1 在含固量少的液體精密澄清過濾領(lǐng)域中的應(yīng)用在化工生產(chǎn)中, 有大量液體原料、中間體、產(chǎn)品及廢水需要精密過濾,多種有機酸與無機酸過濾, 多種堿類液體過濾, 多種糖類、醇類、酮類、胺類和表面活性劑類等液體過濾等。在含固量少,需高澄清透明度的液體精密澄清過濾中,由于高分子微孔過濾技術(shù)過濾精度可達1um左右,化學(xué)性能好,可簡易進行物理再生與化學(xué)再生,價格又不高,精密澄清過濾被廣泛應(yīng)用。液體苛性堿、液體純堿、各種酸

4、、各種溶劑、各種鹽及水等液體原料,由于包裝與運輸?shù)雀鞣N原因,往往含有一些懸浮微粒。高分子精密微孔過濾技術(shù)已用于許多廠的液體過濾,既可達到高澄明度,又可使濾管長期反復(fù)使用。結(jié)晶前為了結(jié)晶體的純度,結(jié)晶前應(yīng)對液體作去除懸浮雜質(zhì)的精密過濾,高分子微孔過濾機已廣泛用于這類過濾。許多超濾、納濾、反滲透、離子交換、電滲析、精餾、蒸發(fā)和結(jié)晶等化工單元在操作之前,采用這一新過濾技術(shù)作為預(yù)處理保護措施, 以提高這些單元操作的效率及其設(shè)備的壽命。液體產(chǎn)品必須是清潔的,澄明度高的液體,可是由于種種原因,不少液體產(chǎn)品往往帶有一些不溶雜質(zhì),出廠前必須對其進行精密過濾。剛性高分子精密微孔過濾技術(shù)已用于不少液體產(chǎn)品的精密過

5、濾,或單獨使用,或與精度更高的微孔膜串聯(lián)使用。在腦心舒口服液的生產(chǎn)過程中,采用精密微孔過濾,過濾前首先在預(yù)涂料配制罐中將部分無菌助濾劑配成漿料,在真空的作用下,預(yù)涂到過濾管壁上,使之在過濾管表面形成一毫米左右的助濾層。將處理后的大部分助濾劑,均勻的混合到濾前液中,隨后即進行抽濾。抽凈后即反吹,排渣、沖洗、殺菌備用2。2.2 在含固量量較多的液體精密濾餅過濾領(lǐng)域中的應(yīng)用在制藥生產(chǎn)上,有許多液體物料,不僅含固量較多,而且固體中含有較多小于10um的微粒。如果單獨用濾布或濾網(wǎng),總有一定數(shù)量的細微粒穿漏,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量或收率下降,高分子精密微孔過濾技術(shù)已成功應(yīng)用于不少這類物料的過濾。(1粉末活性炭的精密

6、微孔過濾:機已用于許多制藥生產(chǎn)上的粉末活性炭的精密濾餅過濾,可以將0.5-1um的炭微粒高效濾住,排出干炭濾餅。東甌牌PGH型精密過濾機已用于不少藥品的粉末活性炭過濾,每批料液可在該過濾機內(nèi)全部濾完,沒有剩料殘留到下一批,因此不會造成料液混批的弊病。(2超細催化劑微粒的精密濾餅過濾:不少藥物生產(chǎn)工藝需用催化劑,固體催化劑的顆粒很細,一般濾布很難達到完全分離,用濾布的各種過濾機,排濾餅操作均較麻煩。精密微孔過濾機可分離0.5-1um的顆粒,過濾效率達100%,3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,因而高分子精密過濾被廣泛用于精細化工與制藥生產(chǎn)上的催化劑的過濾分離。如鈀催化劑

7、,在各化工與制藥生產(chǎn)中應(yīng)用很普遍,精密微孔過濾機就被成功推廣到許多化工廠與制藥廠,取得顯著的經(jīng)濟效益。3 精密微孔過濾技術(shù)在銅氨液過濾中的應(yīng)用合成氨原料氣體中的CO等雜質(zhì),經(jīng)中壓變換甲醇合成吸收后,最后在銅洗工序的銅洗塔內(nèi)由銅氨液循環(huán)洗滌、吸收去除。銅氨液的主要工藝技術(shù)參數(shù)為:成分:Cu 2.22.5mol/L,NH3 1013mol/L,HAc2.22.5mol/L;溫度40;循環(huán)量54m3/ h;雜質(zhì)粒度50m;雜質(zhì)含量 5 g/L。4銅氨在銅氨液循環(huán)使用前,一直沿用絲瓜絡(luò)作為過濾材料以去除其雜質(zhì)。它存在以下弊端:過濾效果較差、效率較低,限制了該系統(tǒng)的氣體凈化處理量;易引發(fā)事故,使用壽命較

8、短更換很不方便。為克服絲瓜絡(luò)過濾工藝的嚴重不足,將原絲瓜絡(luò)過濾器更換成微孔管過濾器,該工藝采用了旁路過濾,4即逐步完成系統(tǒng)銅氨液清潔的工藝改造中根據(jù)用戶銅氨液特性試驗選取了合適規(guī)格的微孔管及其過濾器。由于系統(tǒng)待過濾銅氨液位差較小,為提供過濾壓差,配設(shè)了小揚程管道泵,該工藝還配置了空氣和稀氨水接口,當微孔管需要再生處理時,可酌情選擇空氣或稀氨水分別反吹洗或正吹洗,達到去污和再生目的。改造后不僅提高了銅氨液的過濾效果和經(jīng)濟效益好,最突出的是出口銅氨液不發(fā)泡。由于微孔過濾后銅氨液非常清潔避免了由此而引發(fā)的銅洗塔帶液和再生系統(tǒng)運行不正常的事故,消除了安全隱患。4 高分子精密微孔過濾技術(shù)在油脂生產(chǎn)上的成

9、功應(yīng)用高分子精密微孔過濾技術(shù)用于食用油及其衍生產(chǎn)品的過濾,由于產(chǎn)品質(zhì)量提高,操作簡化,損失減少而取得顯著經(jīng)濟效益與社會效益。目前,毛油的精密過濾與精制油的精密過濾、溶劑浸出的混合油除機械雜質(zhì)的精密過濾、粗磷脂與溶劑混合物除機械雜質(zhì)的精密過濾以及毛油的精密過濾與精制油的精密過濾都充分應(yīng)用到高分子精密微孔過濾技術(shù)。冬化脫蠟油的過濾,國內(nèi)不少廠家采用板框壓濾機過濾,由于濾布的孔徑不可能很小,使產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。蠟濾餅的孔隙很小,比阻很大,使得板框壓濾機的面積非常大,整個過濾機龐大笨重,卸蠟濾餅時操作非常麻煩。脫蠟過濾機應(yīng)該冷保溫,而板框壓濾機不易保溫。高分子精密微孔過濾克服了上述缺點,冷保溫簡單,微

10、孔孔徑可以很小,脫蠟效率很高,卸蠟濾餅時只需開啟閥門進行氣體反吹即可很輕松卸下大量蠟質(zhì)。5而且精密微孔過濾機比同過濾面積的板框壓濾機的尺寸與重量小得多,該技術(shù)即將在工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模應(yīng)用。5 高分子精密微孔過濾技術(shù)在氯化鋇生產(chǎn)中的應(yīng)用在氯化鋇生產(chǎn)中,采用DJ型PA管式過濾機6,進微管前,濾鎂母液中的氫氧化鎂含量為0.5%,過濾后為1%,做到“三無一透”。精密微孔過濾機在氯化鋇生產(chǎn)中過濾母液時大致分4個過程:預(yù)過濾時濾鎂母液在進入微孔過濾機前,必須經(jīng)過預(yù)過濾,即通過板框壓濾機,將母液中氫氧化鎂固含量由5%降為0.5%,用泵打進母液池中,為其進入微孔過濾機作好準備。過濾前,做好各項準備工作,檢查所有管

11、道、閥門、濾鎂母液上料泵及空壓系統(tǒng)是否正常。開啟濾鎂母液上料泵,向微孔過濾機內(nèi)送料,待機體內(nèi)充滿料液后,關(guān)閉放空管閥門,使其壓力逐步達到正常工作壓力即0.2MPa。當機體內(nèi)壓力達0.3MPa時,過濾基本完成。然后反吹卸渣。完成過濾后,將殘余物料回流到母液池,用低壓空氣吹干濾渣。吹干后,打開放空閥使機內(nèi)壓力降為零,再氣動打開過濾機氣動快開門,通過上部濾液排出閥逐個快速壓進壓縮空氣(此時儲氣罐內(nèi)空氣壓力一定要大于0.6MPa,對過濾管外表面的濾渣進行快速反吹卸渣。反吹卸渣后,再用壓縮空氣對過濾管逐個快速反吹,在用壓縮空氣反吹后,還應(yīng)該通過沖洗閥門往PA管內(nèi)通入少量過濾后的清液,逐個快速反吹。若經(jīng)過

12、幾個月使用后,還有必要對其進行化學(xué)再生,即將高分子微孔管取下放在酸液中浸泡,然后再用水沖洗干凈,經(jīng)此法處理后重新使用過濾效果如初。6 提高發(fā)酵濾液澄清度的精密微孔過濾工業(yè)生產(chǎn)上的生物發(fā)酵液絕大多數(shù)需要過濾等分離方法,以去除原液中的殘渣與菌絲體,得到澄清透明的濾液后再進入離子交換、納濾、結(jié)晶及萃取等單元操作,濾液的澄明度會明顯影響這些后續(xù)裝置的操作效率,影響這些裝置中分離介質(zhì)的壽命與成本,也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。工業(yè)上逐漸形成的“助濾+精密微孔過濾” 7的過濾技術(shù)。使用本技術(shù),首先須根據(jù)具體物料的性能特點與要求通過一定的試驗與計算,預(yù)先確定助濾劑的品種與規(guī)格,確定是否需要預(yù)涂助濾,確定預(yù)涂最佳厚度、濾

13、餅層助濾劑的最佳用量與投料方式,以及助濾劑微粒不穿濾的微孔過濾管的毛細孔徑。此外,還要考慮測定具有濾餅層助濾的濾餅平均比阻、計算過濾面積、確定精密微孔過濾機的結(jié)構(gòu)型號與規(guī)格、微孔過濾機底部排渣底蓋的直徑與結(jié)構(gòu)?！爸鸀V+精密微孔過濾”的過濾技術(shù)可用于放線菌發(fā)酵濾液、霉菌或細菌發(fā)酵濾液,可用板框過濾濾液和其它分離設(shè)備分離后的發(fā)酵液。新型高分子微孔精密過濾技術(shù),既可用作高效液體精密濾餅過濾,也可用作高效體精密澄清過濾。在制藥、銅氨過濾、油脂生產(chǎn)、氯化鋇生產(chǎn)和生物發(fā)酵液的過濾中都有廣泛應(yīng)用。該技術(shù)過濾效率高,再生方便,操作簡單,使用壽命長,具有優(yōu)良的綜合性能,是對傳統(tǒng)的精密過濾技術(shù)重大革新。參考文獻:1 孫斌, 宋志勝. 高分子微孔精密過濾技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用J.化學(xué)裝置設(shè)備,2005,43(6:23-25.2 車世驛.微孔精密過濾技術(shù)在在腦心舒口服液等藥液過濾上的應(yīng)用J.中國醫(yī)藥工業(yè),1993,8:32-33.3 宋顯洪. 可應(yīng)用于制藥生產(chǎn)的剛性高分子精密微孔過濾技術(shù)J.醫(yī)藥工程設(shè)計,2002,23(4:32-3