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化工应用技术论文
化工应用技术论文 化工应用技术论文篇一 膜技术在化工方面的应用 摘要：膜分离技术被认为是“21世纪最有前途、最有发展前景的重大 高新技术之一，称为第三次工业革命”，下面就膜分离技术的原理、特点及在化 工中的应用作简要叙述。关键词：石化领域;废水处理;饮用水处理;海水淡化 中图分类号：
TU991 文献标识码：
A 文章编号：
一、膜分离技术在石油化工领域的应用 气体分离膜技术 气体膜分离过程是一种以压力驱动力的分离过程。在膜两侧混合气体 各组分压差的驱动下，出现气体渗透。由于各组分渗透呈现不同渗透速率，从而 实现混合气体各组分之间的分离。渗透速率高的气体组分被称为“快气”，而渗透 速率低的气体组分被称为“慢气”。分离膜主要有高分子膜和无机膜，又分为非孔 膜和多孔膜。当分离膜的孔道直径大于分离介质分子的直径，这种膜叫多孔膜。
非孔膜的渗透机理为溶解―扩散理论。
工业生产中的分离膜组件 为使膜可用于实际的气体分离过程，需制成膜分离器。膜分离器是传 质分离设备。膜是分离器的核心部件。其分离性能是决定膜分离器性能优劣的主 要因素。工业上常用的分离膜多为复合膜，由选择分离层、多孔膜支撑层、无纺 布支撑层共三层组成。其中最上层的致密膜是起作用的主要部分。工业上应用气 体分离高分子膜主要有2种类型：中空纤维膜和卷式渗透气膜。中空纤维膜装填 密度比卷式渗透气膜多3―10倍，具有自支撑结构，耐高压，价格较低等优点。
而通常将2张膜的3边密封，中间夹入1层多导流网组成一个膜叶。多个膜叶间铺 有隔网，用带有小孔的多孔管卷成膜卷放入圆筒形的外壳中形成完整的卷式分离 器。二 、膜分离技术在石油化工废水深度处理中的应用 水是人类赖以生存的不可或缺的资源，也是自然生态环境保持良好的 重要条件。21世纪对于水资源的需求管理，不能仅考虑满足人类的用水，也必须 考虑生态环境的永续。我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量仅为世 界平均水平的四分之一。随着经济的发展和城市化进程的加快，城市缺水问题日 益突出。当前相当一部分城市水资源短缺。为解决这一难题，对我国可持续发展 是非常迫切的和极其重要的。除水资源的科学管理和优化配置外，充分发挥高科 技手段在水再利用中的作用也是十分关键的。膜分离作为一高科技在近十几年来 迅速发展为产业化的高效节能分离过程。几十年来，膜分离技术在石油、化工污 水、废水深度处理回用与资源化，已经引起了人们的广泛重视，不断有关于膜分 离技术深度处理石油、化工污水、废水回用的报道。下面介绍几种用于石油化工 废水处理的膜分离技术。
1、膜集成技术 膜集成技术是一种新型的膜分离技术，在使用反渗透或纳滤系统时， 常常使用传统的水处理工艺为预处理。但在遇到复杂给水和废水处理时，这些传 统的与处理方法显得束手无策。若利用微滤或超滤膜分离技术作为预处理工艺就 是解决这种问题的有效方法。这种将两种或两种以上的膜分离技术结合起来使用 的就是膜集成技术。这种工艺可有效地改进整个水处理系统的性能和可靠性，节 约成本，提高系统的稳定性，目前正应用于各类污水处理的。
2、膜生物反应器 污水处理中的膜生物反应器是指将膜分离技术中超滤组件与污水生 物处理工程中的生物反应器结合而成的新的技术系统。能有效去除氨氮，对难降 解的工业废水也非常有效，广泛用于污水处理中。
三 、膜分离技术在饮用水处理中的应用 随着人们生活水平的提高，对饮用水的水质要求也越来越高，加上传 统工艺中的某些弊端，如加氯杀菌会使氯与水中的某些有机物反应生成新的危害 巨大的致癌、致突变、致畸变化合物。膜技术用于饮用水处理时一个重大突破， 水的净化与纯化是从水中去除悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶 解气体等，在这方面，膜分离技术发挥了其独特作用。膜分离中的微滤、超滤和纳滤所组成的水处理方法，对处理水中的微米级的颗粒优于常规水处理技术中的 过滤能力，而且还具有去除过滤所不具备的纳米级微粒的能力，有效去除水中的 悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等杂质。符合饮用水水 质不断提高的要求。
四 、膜分离技术在海水淡化中的应用 我国是水资源大国，同时也是水资源贫国，海水作为水资源的重要组 成部分，其有效利用是解决我国水资源危机的重要措施之一。目前用于海水淡化 的膜技术主要有反渗透、电渗透和膜蒸馏等。2002年，万吨级反渗透海水淡化及 其组器技术产业化示范工程被列入国家高技术产业发展计划项目。海水淡化用发 渗透膜的脱盐率高达99.6%，反渗透技术的出现和发展大大降低了海水淡化的成 本，现在反渗透已成为海水淡化制取饮用水最经济的手段。电渗析技术可直接将 海水淡化为饮用水，但其过程对不带电的物质，如有机物、胶体、细菌、悬浮物 等无脱除能力，而且能耗高，水回收率低。所以，由于反渗透海水淡化技术的出 现，电渗析法海水淡化的比例正逐渐降低。膜蒸馏技术具有很高的脱盐率，可达 到99.7%以上，被用于小型海水淡化，对离子、胶体、大分子等不挥发组分和无 法扩散透过膜的组分的截留可达到100%，并且具有设备简单，操作容易，膜使 用寿命长，能耗低等优点。
结论：
1、膜分离技术在石油化工生产中的气―气介质分离和液―液介质分 离，与经典的介质分离工艺原理不同，膜分离主要是根据不同介质对膜的渗透性 不同进行分离。
2、膜分离技术在化工废水中通过超滤和微滤对工业废水进行分离， 能有效去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效，广泛用于污水处理中。
化工应用技术论文篇二 UPS技术在化工生产中的应用 关键词：氯碱生产;UPS应用 中图分类号：TQ06文献标识码：
A摘要：阐述了UPS的工作原理、介绍UPS系统运行，双路输入双机并 行、介绍UPS日常维护的一些基本做法 我厂为规模20万吨/年氯碱与PVC的化工企业，采用了3套DCS控制系 统。氯碱生产采用的是离子膜法生产技术。离子膜法烧碱生产工艺的控制点多、 自动化程度高,为了保护电解槽用的离子交换膜和阴阳极,在故障停车时必须保证 及时通入极化电流。所以, 为提高可靠性，DCS及相关仪表的供电采用不间断电 源――UPS(Uninterruptible power supply)。
UPS电源是一种能够为计算机、生产过程控制系统等重要负载提供不 间断的优质安全电源的装置。当电网发生任何异常状况时，它能确保计算机等重 要负载在一定时间内仍然正常工作，有效抵御因电网扰动引起的数据丢失、生产 过程失控等危险。因此UPS可为DCS提供稳定的电源为工艺操作人员进行装置应 急停车赢得了时间，可以有效的避免生产装置的非计划停车。
一.UPS的结构及原理. UPS在工作原理上分在线式和后备式两种，化工装置上应用最多的是 在线式UPS。一套在线式UPS系统基本结构是由整流器、逆变器、蓄电池组和静 态自动旁路和手动旁路开关五大部分组成。其一次系统图如图1：
图1 1、自动静态旁路开关：自动静态旁路开关是由可控硅等电力电子元 件组成。从原理上讲它相当于一个单刀双置的一个刀闸，它的公共端接于输出负 荷侧，两活动刀座端：一端接于逆变器输出侧;另一端接于旁路电源侧。正常运 行状态，静态开关投合在逆变器侧。静态自动旁路在控制上保证逆变器和旁路电 源之间自动切换特点是“先合后断”即0秒切换，以此保证向负荷供电不间断。下 列情况将引起自动静态旁路开关切换：
1) 当负荷产生较大冲击电流或短时短路时，超过逆变器承受值时。
2) 电池放电终了，旁路电源合格。
3) 逆变器故障。
4) 人工倒切到旁路模式。2、手动旁路：手动旁路是接于旁路电源和逆变器输出之间的空气开 关，。手动旁路是单机系统运行状态维护UPS系统必不可少的设备。需要注意的 是：只有UPS工作在“静态旁路电源侧”才能手动合“手动旁路” 开关。
3、整流器：将不稳定的三相交流市电电源整成直流的设备。整流后 主要作为逆变器电源，同时提供给电池组作为浮充或均充电源。
4、逆变器：将整流器或蓄电池送过来的直流，经逆变后重新变成三 相交流电源输出。在逆变器和自动旁路的控制中存在着锁相环控制，即如果旁路 电源电压、频率和相位在额定偏差范围内(称谓容限范围)，则UPS输出电源的电 压、频率将跟随旁路电源而变化(即旁路锁相)，这时也允许手动进行逆变器和旁 路互切;如果旁路电源电压、频率在容限范围之外，UPS自动转由蓄电池组工作， 输出电源将以UPS自身设定额定电压、频率运行。因此，UPS的对电源适应范围 的容限是衡量UPS系统可靠性的重要指标。
5、蓄电池组：蓄电池组是UPS系统的关键，平时由整流器整出的直 流做电源在浮充状态下工作。当交流输入失电或电网电源质量超标，将自动由蓄 电池组的直流经逆变后不间断送向负载。因此，蓄电池组性能直接影响UPS作用 的发挥。
二.双路输入双机并行系统在我厂的应用 目前单机UPS系统应用广泛，其优点是资金投入低，维护方便;但其缺 点也显而易见，单机系统在进行电池维护时，在放电期间由于负荷是通过旁路电 源供电，因此，存在以下问题：
1)负荷电压受旁路电源控制，不能保证负荷电压指标合格。
2)负荷不受保护。万一旁路电源波动或停电，负荷将受到重大影响， 特别是DCS等重要负荷出现掉电，间接造成生产装置停车其经济损失巨大。
我厂DCS装置由两台科华FR-UK33120PG机型的UPS做双路输入双机 并行系统，其单台为容量120KVA，三相输入单相输出的在线式UPS。其系统图 如图2：
主电源1主电源2 旁路电源 输入配电柜 输出配电柜 接线说明：主电源1由我厂110KKVA变电站直接供电，主电源2和旁 路电源由我厂生产用电供电。其中主电源1和主电源2接入Schneider ATNSX自动 电源转换系统作为整个UPS系统的主电源。和传统UPS应用相比，我厂加入的这 套ATNSX自动电源转换系统可以实现双路输入自动切换，全面保证电源输入的 可靠性。
两台UPS冗余并机的优点是：
1)提高了系统的过载能力：是单台UPS过载能力的2倍。
2)由于2台UPS同时带负荷，使机器利用率得到提高。
3)为负荷增加后，UPS增容带来方便。当负荷增加时，只需增加一台 或几台同容量的UPS并联即可，不用整个推倒整体从新选择大量设备。
4)并机冗余UPS操作简单、维护方便。
并机时应注意的问题是：
a) 选用的机器必须具备并机能力，机器为 同一品牌同一容量。如我厂选用的就是同样配置的两套120KVAups。
b) 2台UPS同时带负荷，平均分担相等负荷，这时要求负荷功率小于 或等于单台UPS的额定功率，当一台UPS故障，另一台UPS能继续供全部负荷， 这种方式也叫1/2冗余度并机。我厂在购置UPS时经过详细的负载统计，估算出需 采用2x120KVA的容量的UPS能满足要求。经过两年来实际运行发现，满负荷双 机负载率为40%，能够保证单台运行负载率为80%，这样即使一台UPS故障，另 一台UPS也能满足我厂生产需求。
三.UPS的安装与使用 1. 装前应确定容量、相序、电压、频率及规格与生产系统的要求是否相匹配,特别要注意相序接入是否正确。
2. UPS应安装在地面平整处,不能倾斜放置。
3.在化工生产环境下，要防止接触腐蚀性气体。
4.为便于散热和维护，UPS主机和电池组应放置在温度可控制，通风 便利的房间。并且摆放间隔应利于人员维护通行。
四.UPS的使用与维护 1. UPS是电力电子设备并且内附蓄电池，周围环境非常重点，要求周 围洁净，环境温度要保持在20―25℃较好。
2. UPS电池应安装单电池内阻检测单元，以便在运行状态了解电池的 性能，为电池维护提供参考。这样可通过巡视了解电池的内阻变化，及时维修， 但应指出的是电池检测不能代替电池的维护。
3. 蓄电池是UPS的重要组成部分,定期维护保养、保护好蓄电池,可延 长UPS的使用寿命。现在使用的一般都是全封闭免维护电池一般要求3～6个月需 充放电一次，而我们由于受生产实际的限制一般控制在每年一次充放电试验，因 此电池组长期在浮充电状态，极易造成电池组老化，得不到活化。另外充电机的 纹波系数高，充电机滤波电容器的容量降低及损坏等因素，造成电池组故障率极 高。在市电中断时，电池不能放电造成供电中断，造成经济损失。所以这就要求 我们在日常的维护中加强管理，及时的发现问题及时处理，定期对电池组进行更 换才能避免事故的发生。
