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【技术对接】无机陶瓷超滤膜在化工行业中的应用

发布时间:2017-02-07

1. 催化剂回收技术

在石化和化工生产中,催化剂的应用非常广泛,反应后一般需要对产物和催化剂进行分离。由于无机陶瓷膜具有良好的耐热、耐化学溶剂和较好的机械强度,在石化和化工生产的催化剂回收方面显现了突出的优势,已经在多个厂家得到应用。

与传统的沉降、板框过滤、离心分离所不同的是,陶瓷膜的催化剂与反应产物的固液分离中主要采用错流过滤方式。需分离料液在循环侧不断循环,膜表面能够截留住分子筛催化剂,同时让反应产物透过膜孔渗出。由于流体流动平行于过滤介质表面,使过滤阻力大大降低,从而可在较低的压力下保持较高的渗透通量,使过滤操作可以在较长时间内连续进行,使浓缩液催化剂固含量达到一个较高的水平。

传统催化剂分离方式的缺点:

▲催化剂流失量大,利用率低;

▲产品中催化剂含量易超标,影响品质;

▲催化剂再生不易彻底,使用寿命短;

▲自动化程度低、劳动强度大,多为间歇反应。

上图是利用陶瓷膜技术回收催化剂的流程简图,该技术可用于粒径大于2nm 的催化剂的回收,催化剂损失率极低。应用该技术,反应中的催化剂可改用超细粉体催化剂,同样的催化效果催化剂使用量减少,催化剂损失率低,洗涤脱盐后再生效果好,延长催化剂使用寿命。如不打算换催化剂,也可降低产品杂质含量,高品质。

陶瓷膜分离技术应用于催化剂回收和再生的优点:

▲可回收超细粉体、纳米催化剂;

▲陶瓷膜可耐高温、耐有机溶剂、耐强酸强碱,可在绝大多数反应中应用;

▲产品中催化剂含量极少,提高产品品质;

▲催化剂损失率低,降低生产成本;

▲催化剂再生效果好,重复使用次数提高,延长催化剂寿命;

▲可实现全密闭自动化连续生产。

该技术已经在巴陵石化、蚌埠八一、金坛华阳化工厂、连云港三吉利化工有限公司等企业成功应用。


2. 超细粉体陶瓷膜处理技术

在化工等领域,经常面临粉体颗粒悬浮液的固液分离过程。随着科技的进步,粒子的尺度逐渐趋于超细化,超细粒子的固液分离,特别是固液非均相高效分离极为困难。由于微粒的布朗运动,传统的重力沉降几乎无法使用。

以滤布为过滤介质的各类过滤技术,一方面由于过滤介质的制约,对超细颗粒过滤的截留性能差,产品流失严重,另一方面它是靠滤饼颗粒的架桥作用来实现颗粒的截留,如果颗粒越小,形成的滤饼层就越致密,随着滤饼层的不断增厚,过滤阻力大,过滤速度越来越小,滤饼的洗涤也十分困难,洗涤效果差,操作劳动强度大。离心分离难以实现大型化,一般的工业离心机只能分离微米级的颗粒,而且离心洗涤操作复杂,劳动强度大,效率低。水力旋留器也是依靠离心力的作用,使固体颗粒进行分离,但是主要用于液相湿法分级,而且其分离的临界粒径一般在10 微米以上。

近年来发展的无机陶瓷膜在液体分离领域应用日益广泛,它独特的错流过滤方式,优异的物理、化学性能和机械强度,为超细粉体的生产提供了新型的分离和洗涤技术。

无机陶瓷膜具有耐腐蚀,机械强度高,孔径分布窄等突出优点,并且清洗方便,膜通量高,使用寿命长。处理粉体洗涤和浓缩时具有操作稳定,通量高,出水水质好,占地面积小。

陶瓷膜回收硫酸法生产钛白粉中废酸和废水中的钛白颗粒实例:

钛白粉是重要的化工产品,可广泛的用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、搪瓷等行业。硫酸法钛白粉生产工艺中最大的问题在于废酸、废水的排放量大,导致严重的环境污染。而随废酸、废水排放,则带去价格昂贵的偏钛酸粒子和TiO2 粒子。由于这些粒子粒径小,常规的液固分离无法全部回收这部分粒子,排放后既污染环境又造成经济。使用陶瓷膜可以回收90%以上的钛白粒子,料液增浓后回上片槽处理,而渗透得到澄清的稀硫酸的溶液可回用,为陶瓷微滤膜在钛白粉水洗液的工业应用奠定了基础。


3. 化工产品的净化与回收技术

无机膜除了在环保、食品、生物制药等行业得到了广泛的应用和开发外,在其它工业过程如化工、石油化工、新材料等方面日益受到重视,其应用涉及产品的净化与回收,对于提高产品质量和收率,降低生产成本具有重要的作用。

公司已经为多家企业成功设计制造了相关陶瓷膜和有机膜工业装置,目前主要应用在以下领域:

1、钛白粉产品的回收

2、陶瓷工业的物料回收

3、纳米二氧化硅洗涤纯化

4、纳米氧化钛、氧化锌、氧化铝等氧化物的洗涤纯化

5、纳米碳酸钡等纳米无机盐的洗涤纯化

6、纳米高岭土、蒙脱石等矿物的洗涤纯化

7、纳米药物的洗涤纯化

8、纳米钛硅分子筛的洗涤

9、纳米催化剂的洗涤、截留

10、环保纺织助剂的洗涤纯化

11、荧光增白剂洗涤脱盐


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