染料(活性、酸性及直接染料)的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中,一般經(jīng)過(guò)鹽析、過(guò)濾和濃縮等工藝過(guò)程,目的是脫鹽,除去未反應(yīng)完的原料、中間體及副染料,脫去水分,以得到所需濃度和純度的染料。然后進(jìn)入噴霧干燥器,制成粉狀染料。
大量實(shí)踐證明:合成和鹽析過(guò)程中帶來(lái)的雜質(zhì)、鹽分會(huì)極大地影響染料的品質(zhì)(純度、強(qiáng)度、溶解度)。惟有減少染料中的鹽分才能提高染料的著色強(qiáng)度。因此,如何去除這些雜質(zhì)、鹽分,提高染料品質(zhì)是染料工業(yè)急需解決的問(wèn)題。盡管超濾與反滲透都有在染料工業(yè)中成功應(yīng)用的實(shí)例,但目前在染料生產(chǎn)過(guò)程中最具應(yīng)用價(jià)值的膜分離過(guò)程首推納濾,因它同時(shí)具備脫鹽與濃縮的功能。脫鹽是生產(chǎn)高品質(zhì)染料至關(guān)重要的一步。納濾膜可以在截留大分子量染料分子的同時(shí),滲濾(透析)低分子量鹽分、副染料和水,實(shí)現(xiàn)脫鹽和濃縮同時(shí)進(jìn)行,從而有效地提高染料收率,提高其發(fā)色強(qiáng)度,降低濃縮能耗,消除鹽析過(guò)程產(chǎn)生的高濃度有色廢水。膜脫鹽工藝分濃縮和滲濾(透析)兩步。在滲濾過(guò)程中,定量加入純水,通過(guò)加壓使水、鹽及其他雜質(zhì)都透過(guò)膜,僅保留染料。經(jīng)一段時(shí)間循環(huán),可使染料中含鹽量低于0.2%。實(shí)際操作過(guò)程中,選擇適當(dāng)?shù)哪ぜ澳し蛛x過(guò)程,可充分利用Donnan效應(yīng),使所加滲濾水遠(yuǎn)低于理論推算所需的用量即可達(dá)到所要求的鹽剔除率,其基本流程圖所示。
用于染料的脫鹽/濃縮的納濾工藝流程圖
1—給料泵:2—預(yù)過(guò)濾器;3—高壓泵;
4—納濾膜組件;5—壓力表;6—溫度表
常規(guī)的粗染料槳液含染料和NaC1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6%~8%、8%~10%;經(jīng)納濾濃縮/脫鹽的染料溶液含染料和NaC1的質(zhì)量數(shù)分別為25%~38%,0.2%~0.5%。這樣能提高噴霧干燥的效率,對(duì)節(jié)約能源,降低成本作用十分明顯。納濾另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能制造高質(zhì)量的液狀染料。按照傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的液狀染料在貯藏時(shí)不穩(wěn)定,甚至產(chǎn)生沉淀。若采用納濾技術(shù)則可做到幾乎完全剔除染料生產(chǎn)中所產(chǎn)生或外加的無(wú)機(jī)鹽,以保證液狀染料的貯藏穩(wěn)定性與溶解度。
染料生產(chǎn)中納濾膜軟件的應(yīng)用,在提高染料品質(zhì)、增加產(chǎn)品收率、擴(kuò)大生產(chǎn)能力、節(jié)省原輔材料消耗的同時(shí),還能減少環(huán)境污染,符合清潔生產(chǎn)工藝的要求與規(guī)范,使這些染料生產(chǎn)企業(yè)走上健康的可持續(xù)發(fā)展之路。
實(shí)際生產(chǎn)中,采用最多的是防阻塞性能好,便于控制和清洗的管式納濾膜。它具有以下特點(diǎn):
a:所得濃縮液質(zhì)量高,可有效去除染料中的副染料、中間體和無(wú)機(jī)鹽,使純化、脫鹽與濃縮同步進(jìn)行,提高染料強(qiáng)度;經(jīng)納濾的食用染料達(dá)到出口純度標(biāo)準(zhǔn)。
b:過(guò)濾速度快且膜通量維持穩(wěn)定。
c:滲透液中染料損失極少,或說(shuō)可控制在很低水平。
d:操作簡(jiǎn)單易行,設(shè)備清洗方便,勞動(dòng)強(qiáng)度小。