聚乙烯防渗膜（共4篇）
聚乙烯防渗膜 篇1
独山子石化公司乙烯厂聚乙烯装置于1992年开始建设, 1995年建成投产。2002年完成扩建, 装置年生产能力由12万t跃升至22万t, 采用的是英国BP公司Innovene气相流化床技术, 共有两条生产线。
一、聚乙烯装置气相流化床技术存在的问题
聚乙烯装置聚合工艺流程如图1所示。
聚合反应在D400反应器中连续进行, 流化气经过冷却器初级冷却后, 由流化气压缩机C400增压循环, 经过最终冷却器冷却后进入反应器底部。C400为气相法聚乙烯流化床反应器提供动力, 补偿循环气流通过流化床及冷却器所产生的压降, 并保证一定的气速使反应器床层处于流化状态。聚合物抽出后, 进入一级脱气器分离聚合物与流化气, 分离后的流化气, 经循环气压缩机C470增压后回收再利用。
BP工艺聚乙烯聚合过程中单体的单程转换率仅有4%, 未反应的单体经循环气压缩机C470送到反应器内, 进一步反应。在此循环过程中为了防止惰性气体的累积, 将一部分循环气作为弛放气排放至火炬烧掉, 此股气中含有近40%的乙烯, 排放量约150kg/h, 造成了大量乙烯单体损失。
鉴于上述气相流化床技术存在的问题, 为节能减排, 石化公司决定新增一种新型膜回收系统, 通过膜回收系统可以将弛放气中85%以上的乙烯回收, 形成的富乙烯气流返回到压缩机入口, 然后进入反应器进一步反应。从而达到减少排放及乙烯的回收利用。
二、膜法VOC回收技术设备工作原理
1. 膜技术
膜是指分隔两相界面, 并以特定形式限制和传递各种化学物质的阻挡层。可以是均相或非均相的、对称或非对称的、固体或液体的、中性或电荷的, 厚度可从μm到mm。
膜分离技术是基于化学物质通过膜的传递速度的不同, 以膜两侧的化学势梯度为推动力, 从而使不同化学物质通过膜而达到分离效果。
聚乙烯装置乙烯回收主要是将原循环排放气中的氮气排放掉, 使乙烯提浓后返回反应进料单元。
膜法VOC回收技术的基本原理是利用了特殊的高分子膜对VOC的优先透过性的特点, 让VOC如乙烯、丙烯、丁烯、重烃等与惰性气体如氮气、氧气、氢气、氩气等的混合气在一定的压差推动下, 经选择性透过膜, 使混合气中的VOC优先透过膜得以富集回收, 而氮气、氩气等惰性气体则被选择性的截留, 从而达到分离的目的。
2. 膜结构
如图2所示, 有机蒸汽膜是3层结构的高分子复合膜, 表面为无缺陷的橡胶态分离层, 中间位是耐溶剂的微孔支撑层, 提供所需的机械强度, 无纺布为膜的载体层。具有耐有机溶剂、耐高压、分离性能高等优点。
3. 膜组件形式
聚乙烯装置膜法VOC回收技术使用是板框式分离膜 (图3) , 制成的膜组件如图4所示, 原料气进入到组件内, 在类似串联的膜片间进行流动。有机蒸气分子优先透过膜, 在膜的渗透侧富集, 从组件的中心管汇集流出, 氮气等小分子气体从尾气排出。从膜组件的外表看, 筒体上有1个原料气进气口和1个是渗透气出口及1个尾气出口, 渗透气汇集到总线回收, 尾气汇集到火炬线排放。
三、聚乙烯装置膜法VOC回收技术性能指标
1. 膜法VOC回收技术基础数据的采集
聚乙烯装置膜法VOC回收技术系统的设计, 首先需要对生产不同牌号时排放的弛放气体和压缩机C470气体进行分析, 分析结果如表1、2、3所示。
2. 膜法VOC回收技术回收率R的计算
kg/h
%
根据膜法VOC回收技术设备工作原理, 原料气回收率可表示为:
式中:V1———原料气量, m3/h;
V3———尾气量, m3/h;
C1-1———原料气C2H4浓度% (V) ;
C3-1———尾气C2H4浓度% (V) 。
3. 膜法VOC回收技术乙烯回收系统性能指标
排放气经过膜回收系统处理后, 可以达到的指标为C2H4 (乙烯) 回收率>85%。
四、聚乙烯装置膜法VOC回收技术设计流程
如图5所示, 聚乙烯装置膜法VOC回收技术设计流程主要分为原料气预处理部分及膜分离部分。
循环排放气经调节阀FV476A进入膜回收系统, 称为膜回收系统的原料气。原料气先经聚结过滤器F001, 脱除气体中的固体杂质和过饱和液滴。聚结过滤器的入口和出口设有差压变送器PDIAS001显示气体通过过滤器的压差, 由此判断过滤器滤芯阻塞情况, 当运行差压达到50k Pa时预警, 当运行差压达到80k Pa时, 报警提示需要停车更换滤芯。聚结过滤器上安装有带现场指示的磁翻板液位计LG001, 并带有液位变送器, 聚结过滤器的液位LICS001可以在控制室集中显示, 当液位达到一定的高度, 聚结过滤器液位10%, 排液阀LV001会自动打开, 防止液体进入膜组件而损坏膜组件, 低于一定液位时, LV001自动关闭。经过滤预处理后的原料气进入分离器M001~M005。在一定的压差推动下, 膜组件的渗透侧得到富集的乙烯气体亦称渗透气返回压缩机入口, 未渗透气体亦称尾气经控制阀PV001, 去装置原火炬系统。
聚乙烯装置膜法VOC回收系统设计两个流量计:指示原料气的FIQ001流量计和指示尾气的FIQ002流量计。
聚乙烯装置膜法VOC回收系统在膜前设有一块温度变送器, 用于显示膜分离进气温度TIAS001, 这个温度参与进气流量FIQ001的温度补偿。其中当进气温度达到50℃时, 报警原料气温度高报。达到或高于55℃时报警显示“膜前温度过高”并执行联锁停车程序。
聚乙烯装置膜法VOC回收系统设有2块压力变送器, 分别显示膜分离系统进气压力PIC001、尾气压力PI002。这2个压力分别参与进气流量FIQ001和尾气流量FIQ002的压力补偿。
五、聚乙烯装置膜法VOC回收技术主要设备性能指标
为防止原料气中所含的杂质对膜分离性能的影响, 原料气先经过聚结过滤器除去其中所含的液滴和固体粉尘。F001聚结过滤器采用美国PALL公司生产的型号为CC3LG02H13的滤芯, 其滤芯为树脂粘结的有褶皱滤芯结构, 被无纺聚合物包围支撑, 能把小的液滴聚结为大的液滴。气体在压力推动下穿过几层过滤介质, 每层的平均孔径逐渐增大。当液滴向开孔流动时, 液体趋于集结、凝聚效应, 在滤芯外侧汇集成液膜, 在重力作用下, 落入集液槽。气体随聚结过滤器滤芯最外层的开孔型防护散套排出, CC3LG02H13滤芯性能指标见表4。
膜分离器是膜法VOC回收技术最重要的设备, 其性能指标见表5。
六、结语
2012年聚乙烯装置两条生产线进行了膜法VOC回收系统设计, 投用后每条生产线每天回收乙烯约1.2t, 1年回收乙烯约438t, 按7 600元/t计算, 每条生产线年节约资金约332万元。
聚乙烯装置膜法VOC回收系统具有如下优点。
(1) 操作安全、可靠、简便。
(2) 设备简单, 无需传动、转动部件, 运行费用低。
(3) 占地面积小, 模块化安装。
(4) 单元采用DCS控制。
(5) 对原装置无影响, 无二次污染, 环保节能。
(6) 乙烯回收率高, 可达85%~90%。
(7) 投资回收期短。
(8) 新型膜回收系统在回收乙烯同时可回收绝大部分丁烯和戊烷。
(9) 选用德国进口有机蒸汽膜, 具有经过实践证明的较长的膜寿命。
聚乙烯防渗膜 篇2
防渗膜在人工湖防渗处理中的应用
介绍白洋淀华润集团培训中心人工湖的防渗设计.由于该人工湖面积达到8万m2,少量的单位渗漏量就会造成大量湖水流失,在我国水资源日趋短缺、用水成本不断上升的情况下,选择一种防渗效果好、投资低的防渗处理工艺显得尤为重要.为此,选择一些抗冲刷性稍差,而造价较低、防渗效果好的工艺,膜料防渗就可以满足这一要求.就防渗处理的`各种方法及适用条件作了介绍,结合工程实例,分析膜料防渗的优越性,详细描述膜料防渗处理的方法、设计工艺及其参数,并列举了高密度聚乙烯(HDPE)衬膜在工程上的使用情况.
作 者：杨丙峰 Yang Bingfeng 作者单位：铁道第三勘察设计院机械环工处,天津,300251 刊 名：铁道标准设计 ISTIC PKU英文刊名：RAILWAY STANDRARD DESIGN 年，卷(期)：2005 “”(2) 分类号：X524 关键词：人工湖 防渗 防渗膜 混凝土聚乙烯防渗膜 篇3
罗廉干渠位全长为16 km, 渠底宽为5 m, 边坡比为1∶2, 比降为1/8 000~1/5 000, 设计流量为4 m3/s。铺膜工程长为3 000 m。目前农田灌溉仍以渠道输水, 地面灌溉为主要形式, 90%以上为土渠, 渠系水量损失严重, 2006年曾对罗廉干渠一段进行测流, 其结果如表1。
实测结果表明, 罗廉干渠1 km水量损失率为2.68%, 罗廉干渠水田灌溉面为533.33 hm2, 灌溉用水量为960万m3, 干渠全长16 km, 其水量损失为411.65万m3。因此省水利厅批准, 在罗廉干渠渗漏严重区段 (共3 000 m长, 该区段每年损失水量为77.18 m3) 采用聚乙烯PE复合膜进行防渗[1], 其结构形式如图1。
2 施工方法
2.1 土工膜选择
在土工膜选择上, 主要根据设计要求和参照区内外相似工程的经验, 并根据当地的水文地质、气候等条件, 结合运用管理要求, 选择聚乙烯PE复合膜 (锦州渤海无纺布有限责公司生产) 为该工程防渗材料, 其主要参数为:一是物理特性, 单位面积质量为302 kg/m2, 膜料厚度为0.14 mm;二是基布, 为聚脂纤维无纺布, 材质为聚乙烯, 工艺为流延法;三是力学性能, 断裂强度纵向为3.8 k N/m、横向3.7 k N/m, 断裂伸长率纵向为35%、横向36%, CBR顶破强力0.8 k N, 撕破强力纵向0.11 k N、横向0.10 k N;四是水利特性, 渗透系数为0.3×10 cm/s。
2.2 施工
为保证干地施工, 首先封堵施工段上游渠道内和渠外入渠沟道的水, 布置排水机泵, 及时排除作业面内的积水, 消除带泥水作业。渠道内基槽开挖前, 首先根据设计的纵横断面图进行测量放线, 确定出渠道中心线, 开挖边线和挖填高程[2]。填方渠段根据设计给定的断面图和干密度要求, 逐层填筑碾压到设计高程。人工夯实部分每层填土厚为20 cm。开挖断面先用挖掘机开挖, 后用人工整形, 开挖断面的平整度及尺寸均按规范要求去做。回填过滤层, 膜料层下垫土料粒径小于5 mm的砂壤土, 压实层3 cm。地边坡接近上端坡开挖40~50 cm深的防滑槽, 待铺膜后用石块和土压紧防渗膜[3]。铺膜前检查膜底是否平整干净, 避免膜损伤, 更不允许穿带钉鞋踩膜, 铺膜时从一端起开铺, 排除膜下气体, 使膜紧贴基面, 边铺边检查膜粘接情况及有否撕裂和破孔现象, 如发现及时粘补。待膜铺完后, 先埋压顶部, 然后由下向上全面压平。特殊部位铺设严格按设计要求施工, 粘接宽度为15~20 cm。铺完一段膜后, 用人工回填达50~60 cm, 待放水时用水浸泡沉实。为使渠道固结稳定, 采取润渠办法, 引水泡渠持续1~3 d, 最大水深根据渠系大小而定, 一般控制在1.2 m左右。泡渠后, 渠形有所变化, 按设计横断面及规范要求整修。渠坡上部和顶部, 采用人工浇水浸透法施工[4]。
3 技术与经济效果分析
3.1 技术效果
不同渠道防渗处理和防渗效果及优缺点详见表2。
3.2 经济效益
工程费用:工程有效使用年限 (N) 为30年, 总造价包括施工排水、渠道整形人工费、人工回填、膜的铺设、渠道开挖整平、人工粘膜、粘合剂、聚乙烯PE复合膜等各种费用, 铺膜3 000 m, 总造价为人民币216万元。
总效益 (B) :为2009年以后30年效益。节水77.18万m3×30年=2 315.4万m3, 增产效益8 000×450×8%×1.24×30=1 071.36万元, 年扩大灌溉面积77.18万m3/1.8万m3/hm2=42.88 hm2, 增收水费效益77.18万×0.07×30=162.08万元。
效益费用比 (R0) :因为渠道防渗总效益 (B) 1 071.36+162.08=1 233.44万元, 渠道防渗总费用 (C) 为216万元, 所以效益费用比R0=B/C=5.71。
工程总效益 (B0) :渠道防渗净效益B0=B-C=1 233.44-216=1 017.44万元。
回收年限:C/ (B/30) =216/ (1 233.44/30) =5.25年。
4 结语
PE复合膜防渗除了上述的直接经济效益外, 其社会效益和生态效益也是非常显著的。经防渗处理后的渠段, 与过去相比, 不仅有效防止渠系水外渗, 保护堤坝, 改善周边环境, 而且还提高了灌溉效率, 保证了农时, 增强水源调配的灵活性等。继罗廉干渠防渗工程后, 灌区又在其他渠道中采用了聚乙烯PE复合膜进行渠道防渗工程施工。因此, 建议在条件相似地区可以大力推广聚乙烯复合PE膜渠道防渗技术, 同时建议有关化工部门应加强研究其抗老化能力更强的PE复合材料, 以降低工程造价和延长工程寿命。
摘要：经过对罗廉干渠一段渠道进行测流试验, 发现该段水量损失为411.65万m3。经省水利厅批准, 在罗廉干渠渗漏严重区段采用了聚乙烯PE复合膜进行渠道防渗, 结果表明, 该防渗材料具有工期短、造价低、运输便利、质轻、防渗性能强及可在寒冷条件下施工、可机械化、不受地下水影响等诸多优点, 可广泛地应用于截潜、蓄水池、垃圾场等防渗工程中。
关键词：聚乙烯PE复合膜,输水防渗节水工程,应用,罗廉干渠
参考文献
[1]蒋晓峰, 蒋雪梅.聚乙烯PE复合膜在新立高线输水防渗节水工程中的应用[J].垦殖与稻作, 2002 (3) :31-32, 34.
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[3]滕绍清, 李长山, 李彦坤.水工复合膜在小水电围堤防渗中的应用[J].水利天地, 2006 (6) :34.
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[5]俞朝晖, 李隆瑞.铝塑复合膜在洞库防水防潮中的应用[J].中国建筑防水, 2000 (5) :26-28.
聚乙烯防渗膜 篇4
实验表明PVDF/PVC共混体系是部分相容体系,且在共混比是7∶3时,相容性最好.还讨论了不同聚合物配比,不同溶剂,不同添加剂对共混膜性能的影响,并进行了分析.
作 者：高春梅 奚旦立 杨晓波 孟彦宾 梁新华 GAO Chunmei XI Danli YANG Xiaobo MENG Yanbin LIANG Xinhua 作者单位：高春梅,奚旦立,杨晓波,GAO Chunmei,XI Danli,YANG Xiaobo(东华大学,环境科学与工程学院,上海,200051)
孟彦宾,MENG Yanbin(上海乐美文具有限公司研发部,上海,03)
梁新华,LIANG Xinhua(河北正定环境保护局,正定,050801)