高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)在催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域應用

摘要:高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)是一種高效的固液精密過(guò)濾技術(shù)，在化工生產(chǎn)上有廣泛的應用前景。敘述了高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)的主要組成、性能及其在催化劑的制造工藝與應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(guò)濾技術(shù)，由于其過(guò)濾效果、排渣效果、微孔過(guò)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)上已獲得廣泛應用，被原國家科委于1992年與1996年連續兩次選為國家級科技成果重點(diǎn)推廣計劃項目。

1　高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)

(1)硬件　包括PG型精密微孔過(guò)濾機(內裝微孔PE過(guò)濾管或微孔PA過(guò)濾管)和輔助裝置(空壓機、貯氣柜和輸送泵等)。PG型精密微孔過(guò)濾機現有PGK、PGR、PGF、PGH、PGD與PGW等不同結構型號，每種型號有多種規格過(guò)濾面積，其中最大為200 m2，最小為0.5 m2。
　　
(2)軟件　包括被過(guò)濾物料過(guò)濾參數測試，過(guò)濾工藝選擇，所需過(guò)濾面積計算，微孔過(guò)濾管毛細孔徑型號選擇，PG型精密微孔過(guò)濾機型號與規格選擇，過(guò)濾工程安裝設計及生產(chǎn)裝置的操作與維護方法。

2　主要性能

①過(guò)濾效率高　對于液固精密過(guò)濾，當靜止過(guò)濾時(shí)，最小可過(guò)濾0.5 μm,如是動(dòng)態(tài)過(guò)濾，最小可過(guò)濾0.3 μm；對氣固精密過(guò)濾，其中0.3 μm微粒的過(guò)濾效率大于99%。

②洗滌效率高　在微孔過(guò)濾機內可對微孔過(guò)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(jiǎn)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(kāi)精密微孔過(guò)濾機底部的氣動(dòng)排渣大底蓋，較干的濾餅就能順利排出過(guò)濾機。

④再生效率高　利用簡(jiǎn)便的氣水混合流快速反吹法，可對微孔過(guò)濾管進(jìn)行高效再生，微孔過(guò)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(guò)濾管耐酸、堿、鹽及70 ℃以下大部分有機溶劑。

⑥維護檢修方便　精密微孔過(guò)濾機的結構較簡(jiǎn)單，所裝微孔過(guò)濾管較輕，維護與檢修均較方便。

⑦動(dòng)力消耗小　過(guò)濾壓差一般不超過(guò)0.2～0.3 MPa。

⑧占地面積較小　大部分精密微孔過(guò)濾機為立式安裝，單位過(guò)濾面積過(guò)濾機所需的占地面積較小。

⑨投資及操作成本較低　微孔過(guò)濾管的基本原料為高分子，價(jià)格較低，過(guò)濾機的結構又較簡(jiǎn)單，因此投資費用較低。微孔管可長(cháng)期使用，節省動(dòng)力，操作較簡(jiǎn)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(guò)80 ℃，微孔PA管不超過(guò)120 ℃；另一缺點(diǎn)是濾餅干度不及三足式離心機與皮膜擠壓板框壓濾機。

3　應用

(1)在催化劑制造工藝中，PG型各種規格的精密微孔過(guò)濾機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(guò)濾，去除液體原料中的懸浮雜質(zhì)，以提高反應產(chǎn)物的質(zhì)量與收率。如某些石油催化劑廠(chǎng)用于酸性硫酸鋁溶液與強堿性偏鋁酸鈉溶液的過(guò)濾。這些過(guò)濾均能全部去除溶液中未反應完全的氫氧化鋁顆粒，使溶液達到三無(wú)(無(wú)懸浮物，無(wú)雜物，無(wú)沉淀物)一透(透明)的效果，收率提高。PG型精密微孔過(guò)濾機可用于化學(xué)反應后超細顆粒產(chǎn)品的過(guò)濾，如某石化廠(chǎng)用于氧化鋁的前體——氫氧化鋁的過(guò)濾與洗滌，取代了傳統的板框壓濾機，過(guò)濾收率可提高15%～30%，取消了原來(lái)5次排渣、打漿與壓濾等繁復操作，在PG型的精密微孔過(guò)濾機內一次就完成過(guò)濾、洗滌與排渣，生產(chǎn)的氫氧化鋁干膠質(zhì)量指標均合格。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)強度大幅下降，可節省40%勞動(dòng)力。PG型精密微孔過(guò)濾機還被大量用于其它催化劑細顆粒的過(guò)濾與洗滌，如一些石油催化劑與化肥催化劑等。
　　
(2)在催化劑應用工藝中，細顆粒催化劑參與化學(xué)反應后，應及時(shí)將催化劑與反應溶液完全分離，以使催化劑繼續進(jìn)行下一批反應或進(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，一般濾布很難達到完全分離，用濾布的各種過(guò)濾機，排濾餅操作均較麻煩。PG型精密微孔過(guò)濾機可分離0.5～1 μm的顆粒，過(guò)濾效率達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、精細化工與制藥生產(chǎn)上被成功用于催化劑的過(guò)濾分離。如鈀催化劑，在各化工與制藥生產(chǎn)中應用很普遍，但由于沒(méi)有簡(jiǎn)單可靠的過(guò)濾技術(shù)，以致操作成本較大。從1981年開(kāi)始，PG型精密微孔過(guò)濾機就被成功用于某一石化廠(chǎng)的鈀催化劑過(guò)濾。18年來(lái)，已推廣到許多化工廠(chǎng)與制藥廠(chǎng)，取得顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。PG型精密過(guò)濾機還用于許多其它貴重催化劑的過(guò)濾，如鎳銅催化劑及其它貴金屬炭載催化劑等。

4　結語(yǔ)

高分子精密微孔過(guò)濾技術(shù)具有優(yōu)良的綜合性能，在化工與醫藥生產(chǎn)催化劑的制造或回收中，都獲得廣泛應用。為了使應用一次成功，應用前應進(jìn)行小型試驗與計算，確定最佳微孔過(guò)濾管的毛細孔直徑，測定過(guò)濾物料的過(guò)濾比阻與壓差之間的數學(xué)模型，計算最佳過(guò)濾壓差，然后計算所需過(guò)濾面積與最大濾餅層厚度，選擇PG型精密微孔過(guò)濾機的型號與規格。

參考文獻：
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