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发布日期:2004-06-11 信息发布者:世杰膜公司

无机膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等特点,其销售量占整个膜市场的10%~20%,并以每年35%的速度增长,目前已在化工与石油化工、食品、生物和医药等领域分离工艺获得成功应用。不仅如此,无机膜还将在能源、资源、环境和健康等领域的分离工艺中发挥重要作用,受到国内外的广泛关注。

饮用水净化:前景广阔 就人类面临的水资源而言,无机膜发挥着重要的作用。陶瓷微滤膜和陶瓷超滤膜处理地表水制备饮用水已在欧洲应用多年,陶瓷膜与吸附集成净水技术在我国已应用5年,以陶瓷膜为核心的集团式净水器和家用净水器可以采用加热的方法进行消毒处理,具有广阔的发展前景。

废水处理:膜成本是关键 从材料特点考虑,无机膜在水处理领域的应用主要是废水处理。无机膜可以在苛刻的条件下进行长期稳定的分离操作,特别适合工业废水处理。目前无机膜主要用于含油废水、化工及石化废水、造纸和纺织废水、生活污水及放射性废水的处理。

无机陶瓷膜处理废水必须解决成本问题,一方面必须开发低价高性能的膜材料,另一方面需克服膜污染并提高膜的过滤通量,才能真正推广应用到油田回注水等领域。减少污染的方法主要是提高膜面流速、高压反向冲洗、用各种清洗液对膜进行反复清洗。此外,一些新的方法也正在开发中,如在进料液中冲入气体,采用脉冲流动,让膜处于旋转状态等,其核心是进行传递过程研究,实现过程的强化传质。

食品工业:提升食品档次 无机膜在食品工业中的应用主要是解决食品的质量问题。无机膜用于牛奶、果酒、果汁、饮料、白酒、啤酒、饮用水等的除菌过滤,效果十分显著,其特别之处在于可以采用蒸汽对整个设备进行消毒,使产品质量得到保证,对推动食品方面,国外已规模应用.但国内的推广力度还远远不够。尽管国内陶瓷膜最先应用的是奶制品的制备,但到目前为止,尚无奶业公司采用这种技术。

生物化工:有利于环境保护 陶瓷膜在生物化工领域的应用研究是近期的热点之一,涉及领域包括细胞脱除、无菌水生产以及低分子有机物的澄清和生物膜反应器。利用陶瓷膜分离发酵液中的菌体,不仅可以提高产品得率,降低装置负荷,而且极有利于环境保护,废水排放量大大减少。

气体分离:多孔膜有发展前景

陶瓷膜在气体分离中的大规模应用仅有铀同位素分离一例,然而这一用途也正在被其它方法逐步取代。原因是致密膜通量低、成本高、高温下不稳定,多孔膜存在分离系数与膜通量的矛盾。近年来开发的离子电子混合导体致密膜和具有分子筛分功能的多孔膜展现出良好的发展前景,有可能对膜法气体分离领域产生巨大的影响。陶瓷膜分离领域中另一个值得开发的市场是利用毛细冷凝机理进行原料气脱湿,有机溶剂回收以及强腐蚀性气体干燥等。

过程工业产品与原料液净化:成为首选技术 在化工、石油化工等过程工业中,对产品和原料液的纯度有严格的要求,传统的过滤技术很难满足。无机膜优异的材料性能和高精度的分离性能使其成为苛刻条件下精密过滤的首选技术。如对氨基苯酚生产过程中采用贵金属催化剂,由于催化剂的脱落,不仅增加了催化剂消耗量,而且污染了产品,采用陶瓷膜技术进行处理,产品中金属含量降至1×10-6以下,完全达到出口产品的质量要求。

渗透汽化技术:值得重视

渗透汽化过程具有节能的突出优点,有机膜在这一领域已获得成功应用。但在一些苛刻的条件(较高温度和有机溶剂)下,有机膜的使用寿命受到影响,采用具有分子筛分效应的陶瓷膜进行渗透汽化过程的开发成为研究热点。根据目前的研究结果,陶瓷膜渗透汽化过程具有高通量、高稳定性等优点,有着极强的竞争力和巨大的市场需求,国外已有千吨级规模装置;值得高度重视。

膜催化反应:工业化有难度

将无机膜与催化反应结合即构成了无机膜催化反应。膜催化反应最初的成功应用是将薄壁钯膜用于乙烯加氢精制以及加氢选择性要求特别高的香料、医药行业。膜与反应器的结合主要有膜是反应区的一个分离元件和膜本身是催化剂,具有催化活性,或者膜是用催化活性物质进行处理而具有催化功能两种方式。

1999年美国能源部提供资金进行工业性试验开发,目的是在本世纪能将天然气转化为液体产品,与石油相竞争。我国“863”计划已立项,参与这一高新技术领域的竞争。现已取得一批阶段性成果。这些结果均表明无机膜催化技术确实具有潜在的应用市场,但若工业化尚有很多难题需解决。首先是低成本、重复性好的无机膜的制备;其次是高温下设备的密封;再次是稳定问题,尤其是高温结碳对膜的污染特别严重;第四是膜催化反应过程的模拟技术。


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