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活性炭超細(xì)過濾技術(shù)克服兩大難題

醫(yī)案日記 2023-06-20 03:59:41

目前國內(nèi)外的制藥、生物

、化工
、食品等工業(yè)生產(chǎn)
,均要求對液體物料進(jìn)行脫色操作
,粉末活性炭是普遍公認(rèn)的又難于被其他技術(shù)所取代的脫色吸附劑(除非個(gè)別液體可被某種特定吸附劑取代)。在今后很長一段時(shí)期
,粉末活性炭仍將是業(yè)界普遍采用的液體物料脫色吸附劑
。由于制藥工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,對粉末活性炭顆粒的要求愈來愈細(xì)
、比表面積愈來愈大
、吸附效率與吸附速度也更高,以盡量減少使用量
,使洗脫與再生重用效率更高
,活性炭盡可能被不斷重復(fù)循環(huán)使用。由于傳統(tǒng)過濾技術(shù)的精度多在1~10微米
,這就帶來一個(gè)不可回避的問題:如何在脫色后將直徑1微米以內(nèi)的粉末活性炭顆粒高效快速地從脫色液中分離出來
。近期我國科研人員研制出一項(xiàng)活性碳超細(xì)過濾技術(shù),將為解決這一問題提供幫助

前不久

,浙江省溫州市東甌微孔過濾有限公司的研發(fā)人員經(jīng)過10年時(shí)間的反復(fù)實(shí)驗(yàn)與研究,成功開發(fā)出新型PGH系列活性炭精密過濾機(jī)
。作為一種從濾材到機(jī)體結(jié)構(gòu)完全自主創(chuàng)新的新型高效超細(xì)粉末過濾機(jī)
,該機(jī)型目前已在國內(nèi)多家化工與制藥企業(yè)的生產(chǎn)工藝中使用。

改良濾材提高過濾精度

傳統(tǒng)過濾方法(包括以濾布為過濾介質(zhì)的板框壓濾機(jī)

、離心機(jī)和以濾網(wǎng)
、濾紙為濾材的真空加壓過濾機(jī))的過濾精度多為10微米左右,都存在漏炭弊病
,即使進(jìn)行循環(huán)過濾也難以保證不漏炭
,以致經(jīng)常返工重濾,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定
,收率不高
,成本增加,造成大量能源浪費(fèi)
,并導(dǎo)致環(huán)境污染與生產(chǎn)環(huán)境惡化
。近年國內(nèi)對活性碳過濾機(jī)中的濾材技術(shù)開始有所改進(jìn),但仍然存在許多技術(shù)缺陷

例如以濾布或金屬絲網(wǎng)作濾材

、再用絨毛纖維布袋作終端復(fù)濾,但仍難保證1微米的活性炭微粒不穿漏
;采用二層濾布夾濾紙雖然方法簡單
,但濾紙難安裝
,過濾面積有限,有機(jī)溶劑易揮發(fā)
,很難適用于工業(yè)化大生產(chǎn)

金屬燒結(jié)過濾管(如鈦燒結(jié)管、鎳燒結(jié)管等)雖可用于某些粉末炭的精細(xì)過濾

,但因?yàn)閮r(jià)格太貴
,耐酸性能不高,大面積的安裝相當(dāng)困難
,這種濾材只適宜小規(guī)?div id="d48novz" class="flower left">
;蛏贁?shù)特殊應(yīng)用領(lǐng)域(如非酸性物料、高溫條件下等)

陶瓷燒結(jié)過濾管可以使炭微粒不穿漏

,但其性脆抗拉強(qiáng)度差,不耐高壓氣體反吹
,因而易堵塞
,且陶瓷不耐堿,粉體又易脫落
,影響產(chǎn)品質(zhì)量
;再則陶瓷很重,安裝檢修也極不方便

國外普遍使用的三級(jí)串聯(lián)過濾技術(shù)

,其最小過濾精度也僅為1微米。目前國際上最新的現(xiàn)代微孔膜過濾技術(shù)(以多管濾芯的微孔膜為終端復(fù)濾
,精度可達(dá)0.5微米)雖然可防止最細(xì)粉末炭粒不穿漏,但是該技術(shù)只可用于炭微粒含量極少的液體澄清過濾
,無法進(jìn)行因炭微粒含量相對較多而形成的活性炭濾餅過濾
。此外微孔膜不能反吹再生,使用壽命較短

新型PGH系列活性炭精密過濾機(jī)解決了高效率過濾并將物料一次全部濾完的問題

,該新機(jī)型濾材的核心技術(shù)為微孔過濾介質(zhì)的研制——即1微米以下過濾精度的微孔過濾管。該過濾管系利用聚乙烯粉制取的高分子燒結(jié)微孔過濾介質(zhì)
,具有以下特性:1
、過濾活性炭顆粒精度達(dá)0.3微米,過濾后濾液用0.22微米的膜檢測無炭粒
;2
、可耐攝氏110℃高溫,并能耐酸
、堿及大部分有機(jī)溶劑
;3
、采用壓縮氣體對過濾管外的濾餅進(jìn)行反吹卸,同時(shí)對過濾管進(jìn)行再生
,可使過濾管的使用壽命達(dá)一年以上

機(jī)體改造避免物料“混批”

所有精密過濾機(jī)的結(jié)構(gòu)基本都是垂直安裝的立式管狀過濾機(jī),這種過濾機(jī)的最大致命傷是機(jī)內(nèi)的剩料濾不完全

,在卸濾餅之前必須將機(jī)體內(nèi)部的剩料壓回到原來的物料儲(chǔ)罐中
,與下批未濾物料混合,再進(jìn)行下一輪過濾
。這樣將會(huì)使上下兩批物料產(chǎn)生“混批”
,而制藥、食品等對產(chǎn)品質(zhì)量要求嚴(yán)格的精細(xì)化工生產(chǎn)是不允許“混批”的
。因?yàn)槿绻骋粫r(shí)段產(chǎn)品質(zhì)量不合格
,勢必要上下兩批大量的產(chǎn)品都要返工,損失非常大

至今國內(nèi)外還沒有將管式過濾機(jī)內(nèi)剩料全部壓完

、使剩料不回流的任何措施。瑞士的DIM公司曾推出專利技術(shù)即將機(jī)內(nèi)剩料用壓力壓回到過濾機(jī)內(nèi)的頂部
,通過氣流噴咀形成細(xì)的液滴
,再利用氣體的壓力將本來的液固過濾變成氣、液
、固的三相過濾
。但這項(xiàng)專利技術(shù)較難推廣,其原因一是氣流噴咀很容易被固相物料堵塞
;二是過濾機(jī)的機(jī)體內(nèi)壁很容易沾上干固體微粒
,較難清洗。

諸多制藥企業(yè)一直希望能有效解決過濾機(jī)內(nèi)無剩料回流

、避免上下批物料混批問題
,針對這一難題該公司技術(shù)人員首先在傳統(tǒng)過濾機(jī)的底蓋上安裝一系列垂直朝上的短微孔過濾管,開發(fā)出無剩料回流的PGH精密微孔活性炭過濾機(jī)
,該機(jī)在山東新華制藥廠的咖啡因活性炭脫色液的過濾中試應(yīng)用基本成功
。隨后他們又將開發(fā)成功的0.3微米鋼性微孔管與PGH型結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

改造后的機(jī)體結(jié)構(gòu)可將每批物料在本機(jī)內(nèi)全部濾完

,無剩料回流
,且在機(jī)內(nèi)可對炭濾餅進(jìn)行洗滌和吹干(干度達(dá)50%)
;由于運(yùn)用了氣動(dòng)或液動(dòng)底蓋快開裝置
,使開啟鎖閉底蓋非常方便且使用安全,大大提高了勞動(dòng)效率
;對結(jié)晶物料濾機(jī)外可加保溫夾套
,對酸性物料濾機(jī)內(nèi)可襯防腐塑料
,整機(jī)為密閉容器
,無氣味外溢,改善了勞動(dòng)環(huán)境

“過濾精度達(dá)到0.5微米與0.3微米的鋼性雙層微孔管的制造配方與制造工藝”和“使管式微孔過濾機(jī)無剩料回流

,機(jī)內(nèi)每批物料全部濾完,避免上下批‘混批’的過濾機(jī)結(jié)構(gòu)”是本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)
,這些技術(shù)國內(nèi)外均未見報(bào)導(dǎo)
,目前已申請專利。實(shí)踐證明
,這些技術(shù)確實(shí)能解決制藥工業(yè)生產(chǎn)中長期存在的粉末活性炭過濾精度不高
、易漏炭以及與下一批料液“混批”等兩大難題,經(jīng)浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司檢測
,各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)符合Q/WDL01-2000《PG系列微孔精密過濾機(jī)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求

您好
!想請教活性炭的問題

首先得 知道你這套設(shè)備除了活性炭吸附還有哪些吸附工藝

,而且活性炭放在這套工藝的第幾個(gè)部位,還有就是水質(zhì)的COD是多少要降到多少
。因?yàn)榛钚蕴坎皇沁x擇性的吸收
,它吸收的理論是發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),通過發(fā)達(dá)的比表面吸收一切水中的有機(jī)成分以及氯和氯解物等一些水中成分
,所以要想知道用多長時(shí)間達(dá)到飽和
,就得綜合上述的一切因素。另外還有一個(gè)最主要的因素就是活性炭指標(biāo)的選擇
,以及是否再生活性炭
。如果指標(biāo)選對的話,吸附效果會(huì)達(dá)到最大
。另外如果你很不幸你買的是再生炭的話
,剛開始效果會(huì)很好,但是很快指標(biāo)就降下去了
,而且大大縮短使用時(shí)間,活性炭本身很快也就飽和了
。雖然再生炭很便宜但是性價(jià)比很低
,所以使用長短還得看炭的質(zhì)量的好壞。再有就是你把上面那些問題發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)過來
,我?guī)湍闼闼愦蟾拍苡枚嚅L時(shí)間

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