中空纤维组件技术手册2006

中空纤维超滤组件技术手册大连欧科新源超滤膜技术有限公司中空纤维超滤膜组件应用手册第2页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：目录一、公司简介1.1Membrana公司简介1.2大连欧科新源超滤膜技术公司简介二、超滤技术介绍2.1超滤基本原理2.2超滤产品主要应用领域2.3相关术语定义2.4超滤基本概念介绍2.4.1超滤膜的孔分布2.4.2关于内压膜和外压膜的比较2.4.3切割分子量和分离孔径的关系2.4.4关于临界流量临界压力的概念2.4.5亲水性与疏水性的比较2.5超滤膜的工作模式2.5.1三、欧科新源组件的操作方式2.1组件结构2.2内压式2.3超滤组件的工作过程2.4错流和死端过滤的比较2.5预处理的要求2.6正常操作程序三、德国Membrana膜及组件的技术特点四、超滤系统的设计步骤五、超滤工程设计实例中空纤维超滤膜组件应用手册第3页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：超滤其他操作条件的设计六、工程实例照片及附表附图中空纤维超滤膜组件应用手册第4页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：一、公司简介1.1Membrana公司简介德国Membrana公司作为世界领先的滤膜制造商，成立于1792年，公司位于德国Wuppertal，员工人数近700人，其中近1/3的员工从事质量控制，每年中空纤维膜生产量达几千万公里，年销售额4亿美元。公司三百多年历史就是不断超越困难的历史：1792年，JohannPeterBemberg在德国Wuppertal创立他的土耳其红纱线染色企业，他不会想到日后他的企业会发展成世界昀大的膜生产商之一。1865年，他的重孙在德国Wuppertal-Oehde建立新的工厂，其主要厂房建筑至今仍在使用。1902年拥有铜铵纤维素人造纤维的纺丝专利。1903年，企业改制成为股份有限公司，企业改名为J.P.BembergAG.。1920年，公司发展遍及几大洲，在法国、意大利、英国、日本以及美国拥有分支机构。Bemberg丝作为当时唯一的人造丝风靡全球。1927年公司开始用生产纤维素丝的原料中制造纤维素膜。1945年，到第二次世界大战结束，70%的生产设备被摧毁，失去全部国外分支机构。1947年，生产纤维素膜片，命名“CUPROPHAN®”。1956年，公司开始制造用于血液透析的平板膜。1966年，CUPROPHAN®被使用在世界第一个人工肾上。1967年，开始大规模生产用于血液透析的膜。1969年，首先制造出用于透析的中空纤维膜，同时建立质量管理体系确保用于医药行业的膜的每一步工艺过程的质量。1971年，J.P.BembergAG.被GlanzstoffAG兼并，公司改名为EnkaGlanzstoffAG。1974年，铜铵纤维素的生产由于贝纶（一种聚酰胺纤维）的竞争而停止生产。1977年，公司改名为EnkaAG。1981年，开始对膜进行工业技术应用开发的研究。1989年，在欧洲第一家申请了PES/PVP的超滤膜的专利（商品名UltraPES）中空纤维超滤膜组件应用手册第5页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：年，EnkaAG成为AkzoFaserAG，“MEMBRANA”开始使用。1995年，第一套UltraPES超滤膜用于AkzoNobe的化工厂废水回用1997年，成立AkzoNobelMEMBRANAGmbH。1998年，中空纤维膜开始用于血浆分离。2001年，UltraPES超滤膜开始由大连欧科引入中国市场，成功的应用于油田回注水的处理。2002年，Kolff教授，血液透析的发明者、人工器官之“父”，与MEMBRANA重建了他的联合实验室。这一年MEMBRANAGmbH成为PolyporeInc.的一部分，同Liqui-cell脱气膜成为姐妹公司，而PolyporeInc.是国际领先的能源贮存及分离市场的微孔膜供应商。同年大连欧科新源公司成为MEMBRANAGmbH在中国的唯一代理。2006年，新一代的超滤膜Liqui-flux开始在欧美市场投放。随着工业膜分离市场的进一步扩大及下一代受专利保护的透析膜投放市场，一个古老的成功与进步的故事在延续。MEMBRANA目前仍保持着以下全球之昀：9昀大的中空纤维透析膜供应商，全球每5个透析器中就有一个是由MEMBRANA提供；9昀大的平板微孔膜生产商之一；9昀早也是唯一拥有热相法制备中空纤维聚丙烯膜的专利和生产技术；9昀早拥有PES/PVP共混生产亲水性中空纤维超滤膜的专业和生产技术；9昀大规模的中空纤维膜的生产线，拥有1100多条纺丝自动化生产线，全球无出其右者。9昀大的脱气膜的生产商之一。中空纤维超滤膜组件应用手册第6页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：月，大连欧科公司创立了以专注于超滤膜销售服务的大连欧科新源超滤膜技术有限公司。大连欧科公司创建于2000年，在许多中科院老科学家的关心和一批海外学子的参与下，已成为一家以膜材料和新过程的开发与研究、膜组件生产、膜工程应用以及产业投资为主的高科技企业集团。拥有膜法有机蒸汽回收、氢气回收、油气回收、油田回注水和大规模水处理用的超滤膜组件等核心产品和核心竞争力。以专业的技能和专注的态度，服务于采油、炼油、石化、聚氯乙烯、甲醇、合成氨、煤制油等石油化工行业和冶金、电力、食品和环保领域。随着全球经济一体化进程的发展，公司一直致力于与世界一流的膜企业技术合作，秉承着“合作开发、自主创新”的原则，将先进的膜分离技术商业化、工程化和产业化。目前我们同世界一流的研究所和企业如德国GKSS研究所、德国Membrana、德国Borsig、日本三菱化学工程公司、日本UBE等公司建立良好和长期的合作关系，在国内，同时与中国石油、中国石化、中国铝业等大企业建立开发新技术，并与多数大学研究所进行基础性和前瞻性的研究合作关系。在大连欧科专注的领域，创造了许多第一：在2001年，我们在中石化岳阳石化总厂建立了第一套间歇式小本体聚丙烯装置回收系统，至今仍在稳定运行。到目前为止，已在沧炼、哈炼、新疆鲁石化、南京红叶、荆门石化等厂家近120万吨聚丙烯装置安装膜回收系统。按照每吨PP可降低40kg丙烯单耗计算，每年为聚丙烯行业可节约近5万吨丙烯单体，相当于70万吨原油。被中国聚丙烯行业协会评为2003年节能降耗的新技术。2002年神马集团VCM回收工业试验装置和2003年齐化集团8万吨PVC上的VCM回收工业示范装置，是全世界第一套电石法精馏尾气中VCM单体用的系统。到目前已经在近100万吨PVC装置安装了膜回收系统。按照每吨PVC可降低30-50kg电石单耗，为PVC行业节省了约3-5万吨电石。此项技术在2005年获得第一届中国膜工业协会的科技进步二等奖。另外，在2004年为新东化工集团10万吨PVC聚合装置建立了国内第一套未反应的VCM单回体系统。中空纤维超滤膜组件应用手册第7页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：装置乙烯回收系统，并已在全国共11套EO/EG装置中的9套装置安装了大连欧科膜回收系统。每年可为行业节约8000吨乙烯。折合原油5.6万吨。2003年在大庆炼化建立国内第一套炼厂LPG的回收系统。2005年在天津乙烯建立了国内第一套LLDPE装置脱仓气中丁烯的膜回收系统。2004年在中石化上海灵广加油站安装了国内第一套膜法油气回收装置，每年可多回收0.3%的汽油，排放标准可达到35g/m3的国际标准。2006年在哈炼建立国内第一套每年20吨万加油平台的油气回收系统。2004年出口伊朗国家石油公司63万吨合成氨的膜法氢气回收装置(25000Nm3/hr)是国内气体分离膜第一套出口设备，也是伊朗国内第一套膜回收系统。2004年在上海石化120万吨柴油加氢装置中的膜法氢气回收系统是目前国内同行业中昀大的装置。“技术创新，勇争第一”是大连欧科融入血液的特质，也是公司快速发展的企业文化之一。与世界科技同步，领导清洁生产先河更是大连欧科的一贯追求。大连欧科新源超滤膜技术有限公司（DalianOKMIndustrialLTD.）是德国Membrana公司在中国（含香港、台湾地区）超滤产品及应用的唯一合作伙伴，负责在中国地区的产品销售和技术支持。从2001年在胜利油田开始第一套装置（600m3/D油田回注水处理）至今，在国内已经有五十套装置在运行或正在安装中，其中山西铝业1100m3/h的超滤系统是目前国内较大的已开车运行的系统。大连欧科新源不仅提供高品质的德国Membrana产品，还提供中试，协助工程公司进行设计，开车等一系列的售前、售后服务。选择欧科新源，就是选择德国品质。中空纤维超滤膜组件应用手册第8页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：二、超滤技术简介2.1超滤基本原理在水处理膜法分离的领域，在分离精度上划分从粗到精的顺序为微滤、超滤、钠滤和反渗透四种膜分离过程，它们的分离机理主要为“筛分”机理，即含有杂质的水源在压力作为驱动力的作用下，根据膜分离层孔径的不同，大于膜孔径的物质被膜截留下来，小于膜孔径的物质通过膜，这样达到分离的目的。超滤膜技术是以压力为推动力的筛分过程，其孔径大约在0.001至0.1微米范围内（切割分子量（MWCO）约为1,000~500,000Dalton）。对于水中悬浮，固体、胶体、大分子物质、细菌有较高的去除率，对BOD和COD有部分的去除率。图2-1超滤膜的截留范围超滤膜去除的物质主要为：水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种大分子有机物；小分子有机物、无机离子则几乎不能截留。超滤膜可通过定期反洗和化学清洗，保持长期使用。中空纤维超滤膜组件应用手册第9页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：产品及应用领域：¾用于大规模水处理的超滤膜组件z反渗透的预处理z油田回注水的处理z城市中水回用z工业废水回收–电力行业循环排污水的回收–石化行业含油排污水的回收z饮用水处理z海水淡化¾用于特殊分离的超滤膜组件z酶制剂的浓缩/分离z发酵液的澄清z除热源z果汁/果酒的澄清中空纤维超滤膜组件应用手册第10页共55页地址：大连市西安路90号广荣大厦11F-4号传真：[phone]电话：0411-845092828450928384509310网址：[BP]泡点是用来测试监控膜性能及膜组件完整性的一种常用方法，泡点是指膜完全浸润并浸泡在