中国过程分离领域陶瓷膜应用发展情况

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-03-17 16:33:30】【打印】【关闭】

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现阶段，以陶瓷膜为核心的膜分离技术在我国的应用主要体现为对传统过滤分离技术的替代以及对过滤分离相关生产工艺的升级改造。过滤分离工艺是工业生产过程中的重要工艺环节，在大部分工业行业中均有涉及。以陶瓷膜为核心的膜分离技术目前在我国主要应用于过程分离与特种水处理两大领域。

过程工业指通过物质的化学、物理或生物转化进行的连续生产过程，其原料和产品多为均一相（固体、液体或气体）的物料，而非由零部件组装成的物品，主要包括化工、石化、冶金、生物与医药、食品饮料、造纸等工业行业。

过程分离是指过程工业生产中通常会涉及的物料分离、浓缩、提纯、净化除循环罐陶瓷膜杂等工艺环节。陶瓷膜分离效率与分离精度高、耐高温、耐有机溶剂、耐腐蚀等特点，使其能够在过程分离工艺中得到广泛应用。

目前，以陶瓷膜为核心的膜分离技术在过程分离领域中较为成熟的应用行业主要包括生物与医药、化工、食品饮料等行业，其中生物与医药、化工行业的应用规模相对较大。

①生物与医药

生物与医药行业是指通过生物工程或发酵工程生产、提取药品、食品或化工产品的一系列行业，主要包括发酵工业、生物制药、天然产物提取等相关行业。

我国是氨基酸原料的生产大国之一，根据中科院微生物研究所的统计，2013年，全球氨基酸总产量650万吨，中国超过400万吨，占比超过60%。根据中国膜工业协会的统计，2010-2012年，国内氨基酸行业合计安装了约2万平方米的以陶瓷膜为核心的膜分离设备，行业普及率超过60%；预计2013-2015年氨基酸行业新增产能和传统工艺改造可形成约3万平方米的陶瓷膜材料需求。

在生物制药行业，工信部已将“无机陶瓷组合膜分离技术”作为清洁生产工艺技术在发酵类抗生素、维生素制药行业进行重点推广，截至2013年底，该工艺技术目前在国内发酵类制药行业的普及率约为20%，预计到2015年技术普及率可达50%。根据中国膜工业协会的统计，2014年，在生物医药领域新安装与更换的陶瓷膜约为2.6万平方米，约占全年陶瓷膜安装总量的49.1%。

此外，功能糖、有机酸等发酵产品及中药等天然产物提取行业也正在逐步推广以陶瓷膜为核心的膜分离技术工艺，预计2013-2015年也将产生约3-5万平方米的陶瓷膜市场空间。作为我国医药行业的重要组成，中药产业的发展历来受到国家高度重视。国家中医药管理局《中医药事业发展“十二五”规划》指出，“十二五”期间我国中药产业预期将保持年均12%以上的增速，到2015年我国中药工业总产值目标将达到5,590亿元17。根据国家统计局的统计，2014年我国中药产业总产值已经突破7,000亿元，提前完成“十二五”规划任务。随着我国中药产业的飞速发展，陶瓷膜材料在中药产业的应用前景广阔。

②化工

化工生产过程中存在大量的液体分离工艺，而这些过程中普遍存在料液体系性质苛刻、呈强腐蚀性或强酸碱性、需在高温或高压下进行分离等情况，使得其他过滤分离技术难以在该领域完全适用。相比而言，陶瓷膜因其化学稳定性好、热稳定性和机械强度高等特点，在化工生产的苛刻环境和复杂条件下的过程分离工艺中体现了极佳的适用性。

以陶瓷膜为核心的膜分离技术在化工行业的盐化工、石油化工、煤化工、精细化工、新材料等领域，也已有众多成功应用案例。其中，盐化工和石油化工对陶瓷膜材料的应用已相对较为成熟。随着相关化工行业的技术升级、节能环保要求的提高，陶瓷膜在化工领域的应用范围和应用规模还将有望获得进一步发展。陶瓷膜材料在化工行业的典型应用工艺包括氯碱化工（属于盐化工领域范畴）的盐水精制工艺等。

氯碱化工通过电解饱和盐水制取氯气和烧碱，并以此为原料生产一系列化工产品，是重要的国民经济基础性产业。2014年，我国烧碱产量达3,180.20万吨，位居世界第一。

盐水精制的目的是去除盐水中所含的钙、镁离子、硫酸根离子以及其他杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。盐水质量不仅影响离子膜的寿命，也是离子膜能否在高电流密度下运行并得到高电流效率的至关重要的因素。陶瓷膜盐水精制工艺通过陶瓷膜过滤将硫酸根离子阻隔于浓缩液中，再以硫酸钠的形式结晶析出；并可同时去除其中的钙、镁离子及其它杂质。应用陶瓷膜工艺使一次盐水精制的工艺流程大幅缩短，无需预处理器及分步反应，也无需加入三氯

化铁、次氯酸钠、絮凝剂、预涂纤维素等化学药剂，体现出了优异的技术经济性。随着氯碱化工行业产能结构改造与技术升级，陶瓷膜盐水精制工艺还有望获得更大的市场空间，特别是在氯碱上游制盐行业，无机陶瓷膜技术已经应用到液体盐、真空制盐、食用氯化钾以及药用盐生产领域。根据国内氯碱化工行业产能，该行业对陶瓷膜的总需求容量预计将超过7万平方米。

根据中国膜工业协会的统计，2014年化工与石化领域安装陶瓷膜面积与2013年1.14万平方米基本持平，约占全年陶瓷膜安装总量的21.5%。未来还有很多基于陶瓷膜技术的应用等待开拓，陶瓷膜在化工与石化领域的发展空间依然十分广阔。

③食品饮料

食品饮料行业也是陶瓷膜的优势应用领域，以陶瓷膜为核心的膜分离技术正逐步在食品饮料行业中的乳制品、果蔬汁饮料、酿酒、调味料等生产环节替代传统过滤分离技术。以生啤酒为例，使用陶瓷膜过滤工艺可有效去除酵母菌、酒花树脂、丹宁、蛋白质等混浊漂浮物以及微生物等影响啤酒品质的不良因素，节省对硅藻土过滤设备、精滤设备和巴氏杀菌机等设备的投资，具有良好的经济效益。

虽然目前陶瓷膜过滤工艺在食品饮料领域的应用普及率尚较低。未来随着食品饮料行业生产工艺技术的升级改造以及消费者对营养价值等产品品质要求的日益提高，以陶瓷膜为核心的膜分离技术在食品饮料行业还将不断替代传统过滤分离加工工艺，得到更广泛的应用。根据中国膜工业协会的统计，陶瓷膜今年来在食品与饮料行业发展势头良好，2014年安装陶瓷膜面积约为0.75万平方米，同比增幅超过15%，约占全年陶瓷膜安装总量的14.2%。

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