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离子交换与吸附树脂行业技术水平及8大应用市场(附报告目录)

发布时间:2022-09-20 23:41:43 来源:欧宝娱乐官网在线网址 作者:OB欧宝网页登录

  近年来,我国离子交换与吸附树脂行业总体技术水平有了较大的提高,与美国陶氏化学、德国朗盛、英国漂莱特、日本三菱化学等国际厂商的技术差距也在不断的缩小,预计未来将持续改进和优化生产工艺从而提升产品性能、降低生产成本,并将持续开发新产品和开拓新应用领域,逐步实现中高端离子交换与吸附树脂材料的进口替代。但在某些高端应用领域如电子和核工业,以及均粒树脂生产技术等方面,国内厂商与上述跨国企业仍有一定差距。以均粒树脂为例,均粒树脂具有独特的流体动力学性能,在树脂的交换和再生过程中,体现出单一、完全的运行效率等独特性能,在特定的行业显示非常重要的应用性能,是获得电子级、核级超纯水的主要途径。均粒树脂核心生产技术主要被美国陶氏化学、德国朗盛、英国漂莱特、日本三菱化学所掌握,国内仅少数企业掌握均粒树脂生产能力,但在某些核心技术指标(如均一系数、渗磨圆球率)上与顶尖的国际厂商仍存在一定差距。

  相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2027年离子交换与吸附树脂行业投资前景专项报告》

  离子交换树脂的生产需要经过聚合工艺、引入功能基团反应工艺、纯化精处理等过程,生产装备的先进性、自动化程度的高低对企业的生产经营有很大的影响:装备先进将大大提高原材料的利用率;提高中间产品白球得球率;减轻三废的压力和环保治理成本等。因此,拥有先进装备的企业将在生产成本、产品质量、生产效率上拥有很大的优势。

  由于离子交换与吸附树脂应用范围涉及到从工业到民用的多个行业领域,面临着复杂的分离环境和多种分离对象,由此带来生产流程中不同的配方,产品种类多,生产和研发呈现出小批量、多品种的特点。离子交换与吸附树脂企业要在新兴领域占据市场份额必须不断加大研发投入。从发现一个新的应用领域,到开发成功一个新的配方、成型为产品大致要1至3年时间,具有科研实力的企业将拥有较强的先发优势。

  离子交换与吸附树脂的行业应用一直处于快速的发展过程中,一方面新功能、新应用的产品不断涌现;另一方面性能更优越的离子交换与吸附树脂产品不断代替旧产品。从技术研究与开发角度看,主要包括离子交换与吸附树脂的合成研究与应用研究,合成研究的目的在于寻找性能优越的新品种,应用研究的目的在于拓展离子交换与吸附树脂新的行业应用和新的功能。

  目前行业内技术研发实力较强的企业带领下,国内离子交换与吸附树脂的新兴应用领域不断拓展,从传统的工业水处理领域不断拓展到食品、核工业、电子、生物医药、环保、湿法冶金等新兴领域。新兴应用领域对材料性能、应用工艺的要求高于传统工业水处理领域,只有综合技术实力雄厚的厂商才能具备在新兴领域展开竞争的能力。离子交换与吸附树脂的主要应用领域发展状况如下:

  离子交换与吸附树脂最早、最主要的应用是在普通工业水处理领域,截至目前,离子交换与吸附树脂在普通工业水处理的应用领域仍占有约70%的比例,离子交换与吸附树脂在普通工业水处理领域广泛应用。

  在中高端工业水领域中,由于电力行业发电机组的参数和容量越来越大,对补给水质量的要求也日益严格,凝结水是补给水的重要组成部分,因此凝结水处理也成为电厂水处理的一个重要环节,凝结水精处理是为了去除整个水、汽系统在启动、运行和停运过程中产生的机械杂质,如氧化铁、铜和镍的氧化物及胶体硅等;去除从补给水和凝汽器管带入的溶解盐类,从而保证给水的高纯度,保护机组在凝汽器发生少量泄漏时,能满负荷正常运行,在有较大泄漏时,能给予申请停机所需的时间。凝结水精处理一般在高流速下进行,且每个周期凝结水精处理树脂都要进行空气擦洗、分层、输送等过程,因此对凝结水精处理树脂的机械强度、交换速度提出了更高的要求。

  除凝结水精处理外,大中型发电机组设备普遍采用水-氢冷却方式,发电机内冷水的水质对保证发电机组设备的安全经济运行是非常重要的。近年来随着大容量、亚临界、超临界发电机组的投入运行,为了确保发电机组设备的安全运行,对发电机内冷水品质的要求越来越高。由于内冷水的pH值低,使水中含铜量及电导率均在高限,腐蚀产物还可能在线棒的通流部分沉积,引起局部过热,甚至造成局部堵死,影响发电机组的安全运行。运行过程中水冷器的泄漏以及水冷器投运前未经冲洗或冲洗不彻底等都会使生水中的杂质进入内冷水系统,造成系统腐蚀和堵塞,因此让内冷水通过装有阴、阳离子交换树脂的混合离子交换器,以除去杂质离子,降低电导率和Cu2+含量。这种适用于发电机内冷水处理用的高强度离子交换树脂是经水力分选、过筛、酸碱盐和有机溶剂反复处理后,大幅度降低树脂中的低聚合物含量而成的树脂,该系列树脂机械强度高、颗粒均匀。

  世界领先的树脂生产商美国陶氏化学、日本三菱化学等跨国公司在工业水处理领域的研究及产业化已经非常成熟,并长期垄断了高端工业水处理树脂的合成技术,如运用于火电厂、化工厂凝结水精处理及电厂发电机组内冷水处理等领域的离子交换树脂生产技术。而我国虽然已经能掌握普通工业水处理树脂的生产应用技术,但在高端领域仍显不足,目前国内大多树脂材料制造商仍集中在普通工业水处理这个“红海市场”,产品主要为低端的离子交换树脂,综合实力较弱,规模较小。

  近年来,我国工业用水总量保持在每年1,200亿立方米以上。在工业水处理领域应用最广泛的电力行业,快速增长的发电装机容量是推动离子交换与吸附树脂的市场容量不断扩大的重要因素。离子交换与吸附树脂技术是电厂所需补给水处理和凝结水精处理的关键技术之一。

  在食品及饮用水领域,离子交换与吸附树脂可用于饮用水、糖、酒、乳品、油脂、果汁饮料的除盐、脱色、分离、提纯、去味、催化等方面等。近年来,针对国内外食品行业对于食品卫生和安全要求的不断提高,离子交换与吸附树脂作为食品工业应用中非常活跃及极具创造力的技术之一,对食品工业的发展起了推动作用。

  核级树脂主要用于反应堆一回路和二回路的给水和水处理系统。向蒸汽发生器二回路提供质量可靠的超纯水是保证其稳定运行以及提供品质合格蒸汽的关键技术,核级超纯水可以降低二回路侧的污垢沉积,降低一回路向二回路传热的热阻,提高蒸汽产量,同时超纯水可以减少污垢在发电机透平叶片上的沉积。另外,应用于核电站一回路水处理系统的核级树脂必须具备很高的再生转型率、很低的杂质含量、良好的抗辐照分解能力,并要求树脂能够在较高运行流速和较高温度下工作,使用过程中系统释放出的有机或无机杂质应在允许范围内。

  我国电子工业部将电子级水质技术分为I级、II级、III级、IV级、V级五大行业等级,离子交换树脂应用于超纯水生产中的EDI(Electro Deionization)装置或CDI(Capacitive Deionization)装置中,可获得电阻率为18MΩ/cm的I级电子级超纯水。常用的超纯水制备方法有:离子交换法、一次蒸馏冷凝法、电渗析法、超滤+反渗透+混床、超滤+反渗透+EDI等。随着双膜法的快速发展和新技术的应用,超滤+反渗透+混床和超滤+反渗透+EDI的处理技术越来越多的在超纯水制备中得到广泛应用。

  湿法冶金是指金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液中进行化学处理、有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。上世纪八十年代,贵金属金、银、铂、钯、铑、铱、钉的生产与消费逐年增加,刺激了湿法冶金的快速发展,而树脂法是湿法冶金技术中最优越的选择之一,离子交换与吸附树脂能从稀溶液中分离并富集金属离子,可以通过材料设计实现混合金属离子溶液中的选择性吸附,尤其适用于从低品位矿物浸液中提取目标金属,相比传统的溶剂萃取湿法冶炼树脂法具有成本低、金属收率高、设备自动化程度高、操作简单、污染小的特点。

  在生物医药方面,离子交换与吸附树脂可用于众多生物药物如抗生素、维生素、氨基酸、有机酸、酶、蛋白质、核酸、重组药物,以及中药如生物碱、黄芪黄酮、黄芪皂苷、香豆素类、蒽醌类、内酯等的分离纯化。由于离子交换与吸附树脂提取、分离技术设备简单,操作方便,生产连续化程度高,且得到的产品纯度较高,因此在医药工业中应用广泛。

  在环保领域,离子交换与吸附树脂主要应用于高浓度、难降解有机物和重金属污染的工业废水处理。传统的工业废水处理方法有氧化法、中和沉淀法、膜处理技术、不溶性络合物法、电解法、气浮法和生物处理技术等。近年来,随着离子交换与吸附技术的不断发展,用于工业废水处理的吸附分离树脂因其可对废水中物质回收利用、使用方便、处理效率高、强度好、抗污染能力强和化学稳定性好等特点,使得树脂法在废水处理领域的应用不断扩大,越来越显示出优越性。树脂法用于处理有机废水和重金属废水,由于选择性吸附,解吸液纯度较高,一般都可以回收利用,可产生较好的经济效益,从而在化工、冶金等行业的污水治理中发挥了越来越重要的作用,可实现环境治理和资源回收并举,实现节能减排,并从环保中产生效益。

  第十二章PHPOLICY对2021-2027年中国离子交换与吸附树脂行业发展预测分析

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