合成氨技術(shù)
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1 精密微孔過濾的基本原理及特點
1.1 基本原理
精密微孔過濾是利用微孔管正向過濾、反向沖洗和再生，其核心元件微孔管是以超高分子量的聚乙烯塑料作為主要材料，再配以多種添加劑，經(jīng)過活化、改性、復(fù)合等工藝而制成，管徑通常為φ30～φ80，管壁上均布超細微孔(孔徑0.2～1.0 μm)。
工作時，待過濾物料從過濾液進口進入，由于存在壓差，迫使溶液流向微孔管內(nèi)。此時微孔管管壁上的超細微孔起篩網(wǎng)網(wǎng)孔的作用，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，由渣料出口定期排放，從而實現(xiàn)溶液的過濾分離。微孔管工作一段時間后，由于管外壁上附著濾渣而導(dǎo)致阻力增大、過濾效率降低，此時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”。
1.2 特點
(1)過濾精度高，分離效率可達99.7％，能滿足超細物分離的要求。
(2)屬于物理過濾，不改變?nèi)芤涸谐煞荨?/DIV>
(3)無吸附劑消耗及吸附劑對過濾溶液吸附損耗問題。
(4)濾渣可及時排出，確保系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定。
(5)占地面積少，過濾阻力小(≤0.25 MPa)，動力消耗低。
(6)微孔管具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能，適用于各種酸、堿、鹽及70 ℃以下的絕大部分有機溶劑過濾(特制的耐溫微孔管可適應(yīng)110 ℃以下的工作介質(zhì))，正常情況下微孔管使用壽命可達3～5年，且更換容易。
(7)過濾管的再生方便快捷、操作簡單，再生后過濾效果不受影響。
(8)密閉操作，生產(chǎn)環(huán)境良好。
(9)可實現(xiàn)半自控或全自控操作。
2 微孔過濾技術(shù)在合成氨銅洗系統(tǒng)的應(yīng)用
湖南金信化工有限公司原銅洗系統(tǒng)的循環(huán)銅氨液一直采用絲瓜絡(luò)進行過濾，存在以下缺陷：
(1)過濾效果較差、效率較低，進銅洗塔銅氨液的質(zhì)量無法滿足銅洗系統(tǒng)的要求，限制了氣體凈化處理量。
(2)在絲瓜絡(luò)使用初期，因其中含有較多的灰塵，加劇了銅氨液污染的程度，除降低銅洗塔的吸收效果外，還易引起銅氨液發(fā)泡。
(3)使用壽命較短，更換很不方便。
為克服絲瓜絡(luò)過濾工藝的不足，金信公司采用了精密微孔過濾新技術(shù)，經(jīng)招標(biāo)采用了溫州東甌微孔過濾有限公司提出的改造方案，其過濾工藝流程見圖1。
該工藝采用了旁路過濾，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，試驗選取了合適的微孔管及其過濾器；由于待過濾銅氨液位差較小，配置了小揚程管道泵；該工藝還配置了空氣和稀氨水接口，當(dāng)微孔管需要再生處理時，可選擇空氣或稀氨水分別反吹(洗)或正吹(洗)，達到再生的目的。
1#、2#銅氨液過濾器與銅洗塔改造同步配套完成，總投資42萬元(其中過濾器16萬元)，改造效果顯著。
(1)過濾效果好，效率高(表1)。微孔管過濾粒度可達0.3～0.5 m，分離效率可達90％以上，系統(tǒng)雜質(zhì)含量明顯下降，滿足了銅洗塔規(guī)整填料改造后對銅氨液更高質(zhì)量的要求，為提高銅洗塔的吸收效果、增加其氣體凈化能力創(chuàng)造了條件。
(2)由于微孔過濾后銅氨液非常潔凈，未再因銅氨液發(fā)泡而引發(fā)銅洗塔帶液和再生系統(tǒng)運行不正常的事故。
(3)操作方便，過濾管再生可就地處理，無需拆卸設(shè)備，方便快捷，而且再生處理后的過濾效果可恢復(fù)如初。濾渣可及時排出，能保持系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。
(4)由于無需更換過濾材料，且關(guān)鍵部件微孔管可運行3年多而不必更換，故檢修周期明顯延長。
(5)該改造與銅洗塔規(guī)整填料改造同步竣工后，由于進銅洗塔銅氨液質(zhì)量和銅洗塔傳質(zhì)效率的大幅提高，使銅氨液吸收CO效率顯著改善(表2)，在提高銅洗系統(tǒng)生產(chǎn)能力的同時，取得了顯著的節(jié)能降耗效果。
3 結(jié)語
精密微孔管過濾技術(shù)能勝任超細物的過濾，具有過濾效果好、效率高、操作方便、過濾管再生方便快捷、無飽和失效現(xiàn)象等特點，只要選型適當(dāng)、工藝設(shè)計合理、操作規(guī)范，可取得良好的經(jīng)濟效益。
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