الترقية من أكياس الترشيح إلى مرشحات خرطوشة الألياف الزجاجية في وحدة هدرجة بيروكسيد الهيدروجين: حماية المحفز وخفض التكلفة

في ترشيح العمليات الكيميائية، فإن اختيار نوع المرشح له عواقب تتجاوز المرشح نفسه. عندما يكون أداء الترشيح غير كافٍ، يمكن أن تنتشر التأثيرات النهائية من خلال العملية بأكملها، مما يؤدي إلى تدهور أداء المحفز، وزيادة ضغط التشغيل، وإجبار عمليات الإغلاق غير المخطط لها، وزيادة التكاليف الاستهلاكية في كل مرحلة. هذه السلسلة من العواقب هي بالضبط ما كان يعاني منه أحد منتجي بيروكسيد الهيدروجين مع نظام أكياس الترشيح المثبت في مرشح السوائل العاملة.

أفاد العميل أن أكياس الترشيح التي يبلغ حجمها 3 ميكرون في وحدة بيروكسيد الهيدروجين الخاصة بهم كانت توفر احتفاظًا غير كافٍ بالجسيمات الدقيقة، وتحديدًا مسحوق أكسيد الألومنيوم الذي يبلغ حجم جسيماته حوالي 1 ميكرون. وتعتمد أكياس الترشيح على الترشيح السطحي، واعتمادًا على بنيتها، يمكن أن تظهر احتفاظًا مطلقًا ضعيفًا للجسيمات دون الميكرون والجسيمات القريبة من الميكرون، خاصة عند التشغيل في ظروف تدفق متغيرة. كانت جسيمات أكسيد الألومنيوم التي مرت عبر أكياس الترشيح تدخل برج الهدرجة، حيث كانت تغلف المواقع النشطة لطبقة محفز البلاديوم. إن محفزات البلاديوم المستخدمة في هدرجة بيروكسيد الهيدروجين حساسة للغاية للتلوث: عندما تصبح المواقع النشطة مسدودة، تنخفض كفاءة الهدرجة ويزداد انخفاض الضغط عبر طبقة المحفز تدريجياً. وقد أجبر هذا العميل على إغلاق برج الهدرجة لتجديد المحفز على فترات تتراوح بين 3 إلى 6 أيام فقط، وهي دورة فرضت عمالة كبيرة ووقت تعطل وتكاليف تشغيلية كبيرة على وحدة الإنتاج. وصل استهلاك المذيبات العطرية، وهو مؤشر رئيسي لكفاءة العملية، إلى 2.38 كجم لكل طن من المنتج.

بعد مراجعة ظروف المعالجة وخصائص جزيئات أكسيد الألومنيوم المحمولة في سائل التشغيل، أوصينا باستبدال أكياس الترشيح بمرشحات خرطوشة ذات طيات من الألياف الزجاجية ذات التدفق العالي ذات الطيات 3 ميكرون. وتوفر وسائط الألياف الزجاجية كفاءة أعلى بكثير في الاحتفاظ بالجسيمات مقارنةً بتركيبات المرشحات الكيسية القياسية عند تصنيفات ميكرون اسمية مكافئة، مع بنية ترشيح عميقة تلتقط الجسيمات الدقيقة في جميع أنحاء سمك الوسائط بدلاً من الاعتماد على اعتراض السطح وحده. كما يوفر تكوين الخرطوشة المطوية أيضًا ما يقرب من خمسة أضعاف مساحة الترشيح لمرشح كيس مكافئ في نفس مساحة الغلاف، مما يقلل من سرعة التدفق عبر الوسائط ويطيل عمر الخدمة بين عمليات التغيير.

كانت النتائج بعد التحول إلى مرشحات خرطوشة الألياف الزجاجية كبيرة وقابلة للقياس عبر معايير تشغيلية متعددة. فقد امتد العمر التشغيلي للمحفز البلاديوم في برج الهدرجة من 3 إلى 6 أيام إلى ما بين 1.5 وشهرين، وهو ما يمثل انخفاضًا في تكرار التجديد لأكثر من 90%. وانخفض استهلاك المذيبات العطرية من 2.38 كجم لكل طن إلى 0.8 كجم لكل طن، مما يعكس تحسن كفاءة الهدرجة التي يتيحها السرير الحفاز النظيف. وانخفضت حالات الإغلاق غير المخطط لها بشكل كبير، وانخفضت تكاليف الصيانة الإجمالية لأنظمة الترشيح والمحفز بنسبة 30 إلى 50% على الرغم من ارتفاع تكلفة الوحدة لمرشحات الخراطيش مقارنة بأكياس الترشيح. في حين أن سعر الشراء الأولي لمرشحات الخراطيش يبلغ من 5 إلى 10 أضعاف سعر مرشحات الأكياس المكافئة، فإن التكلفة الإجمالية للملكية، مع الأخذ في الاعتبار تكرار تجديد المحفز، ووقت التوقف عن العمل، واستهلاك المذيبات، والعمالة، تفضل حل الخراطيش بشكل حاسم.