EDI技术在医药用水制备中的应用研究

EDI是英文Electrodeionization的缩写,中文全称为"连续电去离子技术",是将电渗 析(ED)与离子交换(IE)有机结合的新型脱盐工艺.EDI通过在电渗析器的隔板中填充离子交换树脂,从而在直流电场作用下可同时实现连续去离子和树脂 连续电再生.但是EDI膜堆对进水的要求十分苛刻,为了保证长期稳定的出水水质,进水硬度要求低于1.0mg/L(以CaCO3计),甚至更低.在实际的 工程应用中,由于预处理不合格,水质波动或者操作失误等一些原因,EDI运行不稳定,膜堆结垢,成为困扰EDI技术应用的一大难点. 本文针对EDI运行过程中存在的问题,采用国产化材料组建EDI膜堆,对膜堆内部结构进行改造,并在其淡水室和浓水室均填充离子交换树脂,研究其产水水 质,稳定性及适宜的工作参数.实验研究表明,(1)操作电压与电流是影响EDI运行的重要因素.电压,电流过高或过低,产水电阻率均会降低.一级EDI膜 堆和二级EDI膜堆操作电流通常取2-3A.(2)二级EDI膜堆与一级EDI膜堆比较,适应性强,产水水质好且在较短的时间内就基本达到稳定.(3)二 级EDI膜堆的进水电导率控制在4.1-6.5μs/cm范围内波动时,膜堆运行40min时,产水电阻率达到最大.100min后产水电阻率基本稳定在 17MΩ·cm以上.产水pH值一直保持在6.0-6.5之间.(4)根据实际运行效果分析可知,晶源公司生产的一级EDI膜堆和二级EDI膜堆进水电导 率宜控制在10μs/cm以下,这样既可达到高纯水水质的要求,又可以延长膜堆的使用寿命;同时该膜堆淡水进水压力宜在0.35-0.4MPa,浓水流量 一般为进水流量的5-10%左右,极水流量控制在18-24L/min左右. 在以上研究的基础上,针对西安艾尔肤企业人造皮肤医药用水的特殊需要,并且达到节能降耗的目的,设计出"二级反渗透(RO)+二级EDI+超滤(UF)+ 混床(MB)"(以下简称"2RO+2EDI+UF+MB")组合式纯化水/高纯水/注射用水/超纯水生产系统来制出四种医药纯水,分别送至不同的生产车 间以供给不同工序使用;各管网水均为动态,以达到GMP要求.结果表明,(1)综合来说,"2RO+2EDI+UF+MB"系统污水产生较少,系统噪声较 低,自动化程度高,产水水质稳定,终端出水可以达到中国电子级超纯水GB/T11446.1-1997一级标准.将此组合工艺应用于实际生产中,起到很好 的指导意义.(2)"2RO+-2EDI+UF"非蒸馏法生产的水,产水电导率,细菌内毒素等各项指标均达到中国药典2010版对于纯化水和注射用水的标 准.(3)"2RO+2EDI+UF"非蒸馏法最大的优点是设备简单,投资少,占地小,污染少,节能节水且能实现自动化生产;所制的注射用水具有适宜的温 度,适用于配制不耐热的药品制剂;所制的水总是新鲜的,适于配制注射液.(4)采用"RO-EDI-UF"集成膜工艺代替多效蒸馏来生产注射用水,为国内 外药典关于注射用水的制备工艺提供实际参考价值及理论指导.

基于PDCA的"疏水─除氧器"系统蒸汽疏水利用率提高方法研究

以某铜冶炼企业动力中心为对象,针对其蒸汽疏水利用率低的问题展开系统性研究.通过蒸汽使用数据的统计分析,发现高压透平蒸汽疏水(占比65.1%)和蒸汽干燥疏水(占比30.8%)未回收是利用率低的主要症结,根本原因为疏水温度过高.基于计划—执行—检查—处理(PDCA)循环方法,通过管路改造将高温疏水引入除氧器替代纯水,并新增调节阀结合比例—积分—微分控制(proportional-integral-derivative control,PID)参数优化,最终将蒸汽疏水利用率由19%提升至96.7%.该研究预计为工厂节约纯水成本,同时减少能源浪费,为企业同类型设备提供了可复用的技术路径与管理经验.

静止无功补偿装置采用密闭式循环纯水冷却系统提高安全可靠性

阐述利用纯水冷却系统对大功率电力电子装置进行冷却是一项在国际上得到广泛应用的成熟技术,说明这种冷却系统通过高效发散电力电子装置工作中产生的热量可有效保证FACTS(灵活交流输电系统)控制器的安全稳定运行.结合莱钢集团50t电弧炉TCR(晶闸管控制电抗器)型SVC(静止无功补偿)装置2期改造工程中纯水冷却系统的应用经验,介绍密闭式循环水冷却系统的设计参数、工作... 查看全部>>

离子膜电解装置的节水措施

分析测算了某公司50万t/a离子膜法烧碱电解装置纯水的用量,介绍了节约纯水的改造措施,并分析了改造后经济效益.

膜分离技术在纳米ZrO2和Al2O3脱盐过程中的应用研究

膜分离技术在纳米ZrO2和Al2O3脱盐过程中的应用研究摘 要经过近半个世纪的发展, 膜分离技术已经成为国际上公认的21世纪最具发展前途的生产,环保与节能技术之一.作为一种高效率,无相变,低能耗,可在常温下进行的分离过程,膜分离技术的应用和推广必将促进传统产业的技术改造与升级,同时推动新工艺的研发和新产业发展,为客户提高产品质量,降低资源消耗,增加生产收率,带来显著的经济效益与社会效益.在本论文的第一章,主要对论文中涉及到的两种纳米物料的制备和应用情况进行了概括性的介绍.纳米ZrO2和纳米Al2O3作为新型的重要无机功能材料,由于其具有多种物理和化学方面的特殊性质,使它们在催化剂,催化剂载体,颜料,纳米陶瓷,无机膜等方面具有广阔的应用范围.我们选择上述两种粉体作为研究的对象的一个非常重要的原因是,这两种粉体的生产都是通过湿化学法生产.湿化学法生产中会生成大量含盐量很高的粉体料液.因为粉体颗粒非常小,常规的分离方法难以将反应生成的氯化铵完全脱除.而应用膜分离技术后,这些高含盐量料液可以直接进入膜系统进行脱盐纯化,同时由于膜分离技术是常温操作,不会引起粉体团聚.在本论文的第二章,我们首先研究了纳米ZrO2的制备,包括反应,干燥和烧结.探讨了干燥过程及热处理过程对纳米ZrO2的影响.得出结论:采用正丁醇共沸蒸馏可以有效的抑制纳米二氧化锆的团聚,得到分散良好的纳米二氧化锆粉体,XRD测得晶粒尺寸在10~15nm之间.随着热处理温度的提高,纳米ZrO2晶粒有变大的趋势.第三章着重研究了氯离子的含量对纳米ZrO2团聚情况,晶型变化等方面的影响.发现氯离子的存在强烈地影响纳米ZrO2的晶型,晶粒大小及团聚状态.从SEM照片和TEM照片可知,经过逐级脱盐样品的团聚得到明显改善,粉体粒径在10～30nm之间.脱盐后样品比表面积比脱盐前有一定程度的增大.400℃烧结后的粉体出现随氯离子浓度降度,颜色由深棕色向白色过渡的变化过程.随着烧结温度的升高,粉体晶粒趋于完善,晶粒也相应变大,比表面积减少,粉体表面的F中心浓度不断降低,粉体转变为白色.并且,随着氯离子浓度的降低,部分氧化锆发生从四方晶相向单斜晶相转变的现象,这种现象在700℃烧结的样品中最为明显.第四章我们将超滤膜分离技术应用到液相法制备超细氧化锆的工艺路线中,解决超细氧化锆粉体的脱盐纯化问题,实现了纳米ZrO2分离纯化.通过小试实验摸索出了最佳的操作条件:操作压力0.42Mpa,浓缩倍数为2.0,回流比为20.并且固含量的增大对通量影响显著,随着固含量的增大料液通量下降明显.然后,我们研究了合适的膜材质,发现改性PAN 20K的膜片是分离效率最高的膜材质.最后,考虑到污染的控制和分离膜的再利用,我们研究了膜的污染和清洗恢复情况.经过物理清洗后,纯水透水恢复系数达到0.988.在第五章,我们曾计划用类似的研究方法,对纳米氧化铝的脱盐纯化方面进行了尝试.但是由于其料液极易在膜表面形成致密凝胶层,使分离过程异常缓慢,通量低.所以我们只应用微滤膜分离技术用死端过滤的方式对其脱盐纯化方面进行了初步的尝试.我们以尿素为沉淀剂,借助均相沉淀法成功地制得粒径小且分布窄的纳米氧化铝.关键技术包括:1. 适当的延长油浴加热时间,获得水力直径小且分布窄的氢氧化铝胶粒;2. 首次用膜法有效地脱除无机盐,成功地解决烧结过程中由于无机盐残留而引起的团聚问题,确保烧结后粒径小且分布窄的氧化铝纳米微粒的获得.总而言之,两种纳米粉体具有极其广阔的应用前景,但是在实际生产中都存在脱盐纯化的问题.而脱盐纯化正是膜分离技术的优势所在.将两者结合起来,为纳米粉体的脱盐纯化提供全新的解决思路,正是本论文的立意所在.关键词:纳米ZrO2;纳米Al2O3; 脱盐; 氯离子; 膜分离技术

玻壳生产节水节能改造

彩电上游产品的玻壳面临巨大的降价压力,降低研磨工序用水,用热量成为紧迫课题.本文介绍玻壳生产中研磨废水的循环利用及热能回收改造,改造后系统运行稳定,取得显著经济效益.