[00135896]一种高效节能的分离技术设备

　　一 项目名称
　　基于5项发明专利的超重力膜分离技术的节能减排、高端装备制造的产品及系统产业化
　　二 技术简介
　　膜分离技术是当今十大高新技术之一，被誉为21世纪最具发展前景的化工技术，目前，已经广泛应用于食品、饮料、化工、制药、环保、海水淡化、供水和污水处理等领域的分离、浓缩、纯化等工艺环节。然而，由于膜浓差极化和膜污染的广泛存在导致目前膜分离技术还存在如下问题：
　　1、膜通量快速下降、膜劣化加剧、膜寿命降低、膜分离购置成本和运行成本大幅度增加。
　　2、膜分离过程能耗大幅度增加，运行成本大幅度增加。
　　3、高浓度进料和高倍浓缩时，膜浓差极化和膜污染更加严重，导致膜分离难以在高进料浓度和高倍浓缩（如乳制品、果蔬汁）等工艺场合实施困难或根本不能实施。
　　膜浓差极化和膜污染是导致膜分离购置和运行成本高是限制其应用推广的最主要原因，已经成为普遍的共识。
　　另外，膜透过侧流道窄小（尤其是中空纤维膜）导致膜背部透过液压力大，是中空纤维膜通量低的另一个主要原因。
　　为解决上述问题，本人经过十年的钻研，成功地将膜分离技术和超重力技术两项高新技术有机结合，在国内国际上首创了超重力膜分离技术，提出了超重力膜分离概念、工作原理，设计原则，获得了从核心部件到整机到工艺过程的四项国家发明专利，对该项技术实现了从多项专利技术到专有技术、工艺制造、保密配方等全方位的多层次保护。
　　三 超重力膜分离技术简介
　　超重力膜分离技术是国内国际首创的高新技术，该技术是将膜分离过程中的各个要素（分离膜、进料液、透过液、清洗液）置于由旋转离心产生的超重力场中，1。利用膜分离过程中膜表面浓差极化层与主体料液的浓度差导致的密度差，借助于离心旋转产生的强大离心力使浓差极化层脱离膜表面，从而降低膜浓差极化和膜污染。2。利用离心旋转产生的离心力使膜透过侧的透过液甩出膜后透过液通道，从而降低膜后压力，进而提高膜通量。
　　四 超重力膜分离技术的优点
　　1、可有效降低膜浓差极化和膜污染。
　　2、可极大提高膜通量和膜效率。
　　3、可大幅度降低膜设备购置成本和运行成本。
　　4、可极大拓展膜分离技术的应用空间，尤其是高进料浓度和高浓度截留产物的膜浓缩。
　　五 超重力膜分离技术的应用
　　从超重力膜分离技术的应用领域和应用工艺角度可分为：
　　1、食品加工超重力膜浓缩、分离、纯化、工艺用水生产。
　　2、饮料加工超重力膜浓缩、分离、纯化、工艺用水生产。
　　3、乳制品加工超重力膜浓缩、分离、纯化、工艺用水生产。
　　4、制药领域超重力膜浓缩、分离、纯化、工艺用水生产。
　　5、化工领域超重力超膜浓缩、分离、纯化、工艺用水生产。
　　6、市政供水超重力膜法处理。
　　7、工业污水超重力膜法处理。
　　8、城镇污水超重力膜法处理。
　　9、海水淡化海水预处理、小型超重力海水淡化。
　　10、船舶压仓水超重力膜法处理。
　　膜分离技术是一个应用十分广泛的技术，超重力膜分离技术不仅在现有的膜分离技术应用的领域可以应用、在目前膜分离技术不能应用或应用不理想的领域也可以广泛应用，其市场价值约为3000亿元----4000亿元。
　　六 超重力膜分离技术在几个重点领域的应用
　　1、超重力膜分离技术在果蔬汁高倍浓缩中的应用
　　中国是果蔬汁消费、进口、出口大国，果蔬汁产品和加工设备市场十分巨大，目前果蔬汁的浓缩方法主要有两种：A、减压蒸发浓缩，B、冷冻浓缩，减压蒸发浓缩的缺点是：1）、高能耗，2）、有加热，热敏性营养物质和芳香物质损失大，3）、产品营养价值低、风味差，4）、产品市场价值低。冷冻浓缩对上述问题虽然有所改善，但是也存在如下问题：1）、能耗高，2）、购置成本和运行成本高。果蔬汁冷浓缩目前也有采用膜分离技术的，但是，由于浓差极化和膜污染，膜通量很低、而且衰减很快，实际应用并不理想。
　　超重力膜分离技术因其自身的特征，可解决上述问题。以橙汁高倍浓缩为例，同小规格的蒸发量为1200KG/h减压蒸发浓缩设备比，设备价格为其90% ，年节约能源70--80万元，折合标准煤800--900吨 ，年减排二氧化碳2000---2500吨，折合碳汇约15万元/年，产品售价提高2--3倍，同时年生产出6900吨高质量纯净水 价值1380万元，经济效益和社会效益十分可观。
　　2、超重力膜分离技术在乳品高倍浓缩中的应用
　　奶粉生产过程中要对鲜奶进行浓缩，目前，采用的方法90%是减压蒸发浓缩，这种方法的缺点是：A 高能耗，B 热敏性营养物质和芳香性物质损失很大，C 产品营养价值低，市场售价低，D 不能脱盐，E 产品在婴幼儿和特殊人群用奶粉的食用中受到限制。目前也有极少数企业采用膜浓缩，但是，由于浓差极化和膜污染应用效果很不理想。
　　超 重力膜分离技术可以解决上述问题实现膜法牛奶高倍浓缩和浓缩--脱盐一体化。同
　　橙汁超重力膜浓缩一样，牛奶超重力膜浓缩产生的经济效益和社会效益基本与之相同。
　　3、超重力膜分离技术在船舶压仓水处理中的应用
　　外来物种的生物侵害在国内国际上时有发生，外来生物入侵造成生物灾难已经引起了各个方面的高度重视。国际海事组织规定2018年前，国际贸易的船舶必须安装船舶压仓水处理设备，这将带来数百亿元的商机。
　　超重力膜分离技术非常适合船舶压仓水处理，渴望在其中获得较大的市场份额。
　　4、超重力膜分离技术在城镇污水处理中的应用
　　城镇污水处理目前90%采用生物氧化法，这种方法存在以下缺点：1、能耗高，2、造价高，3、存在温室气体和臭气排放，4，、不能回收有价值物质，5、生物质的能源价值不能回收或回收不理想，6、污水因与环境的温差而具有的冷能和热能回收或回收不理想。
　　超重力膜分离技术为解决上述问题提供了良好的技术支撑，以超重力膜分离技术为核心技术，本人开发了发明专利---一种兼具能源和有价值物质回收的低碳低污染物排放的污水处理系统（专利号 zl201110128892。X），该项技术通过超重力膜分离技术将污水中的有价值物质高效截留浓缩，再通过厌氧消化将其转化为液体肥料和固体肥料，将污水中的生物质通过厌氧发酵转化为沼气---生物质能源，通过热泵系统将污水因与环境的温度差而具有的冷能热能提升而加以利用。由于不需要曝气，所以没有温室气体和臭气的排放。
　　该项污水处理技术具有：
　　A、可将污水中有价值物质高效回收利用，并实现收益。
　　B、低温室气体排放，可实现碳汇收益。
　　C、可实现沼气能源和冷能热能的高效回收利用，并实现收益。
　　D、由于不需要大量的构筑物可大大降低投资成本。
　　该污水处理系统将彻底改变当前污水处理的”建不起“，“用不起”的尴尬局面，良好的产品产出和收益使项目的投资人能在短时间收回投资，具有极高的经济效益和社会效益。
　　七 知识产权情况
　　本项目拥有4项独立的无争议的发明专利技术具体为：
　　A、依靠刚性可转动桶体作支撑在超重力条件下工作的膜组件
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　　B、旋转离心超重力膜分离机
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　　C、由多个独立的固定在转盘上的膜组件构成的超重力膜分离机
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　　D、一种兼具能源和有价值物质回收的低碳低污染物排放的污水处理系统
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　　八 应用领域及市场前景分析
　　（一）应用领域
　　上述分析已经反映出超重力膜分离技术应用的领域十分广泛（不再一一介绍），但在实际操作中，不可能一一生产机型，而是将其归归为两大类 ：一是超重力膜分离，二是超重力膜浓缩。生产加工中则将不同的零部件归类形成批量。本项专利技术，可形成巨大的主机生产批量和更大的零部件生产批量，且有足够大市场空间（约3000---4000亿元）容纳。
　　（二）市场前景分析
　　本发明专利技术的产品定位是高端装备制造，其产品主要定位于：1、超重力膜浓缩设备，2、超重力膜分离设备。3、超重力膜组件（备件、易损件、易耗件）的产业化。
　　超重力膜浓缩设备主要用于：果蔬汁、乳制品、豆制品、制药、化工产品的冷浓缩，其设备市场价值约700亿元，与之竞争的产品工艺主要有：减压蒸发浓缩、现有的膜浓缩、冷冻浓缩。与之相比超重力膜浓缩不论是购置成本、运行成本、能耗、产出产品质量、和产出产品售价和利润等方面，都有不可比拟的优势。
　　超重力膜分离设备主要用于：污水处理、市政供水处理、工业工艺用水处理、海水淡化海水预处理、船舶压仓水处理、工业产品的分离、纯化、澄清。其市场价值约3000多亿元。目前上述工艺过程的工艺方法主要有：现有膜分离、离心分离、泡沫分离、过滤等等。超重力膜分离技术与之相比在设备购置成本、运行成本等方面具有强大优势和优越的竞争力，可占有巨大的市场份额。
　　九 产业化效益与风险预测
　　（一）本项目产业化的定位
　　本项目投资800---1000万元（RMB）依靠滚动发展24--30个月可达到如下：预定目标：
　　A、超重力膜浓缩设备年生产能力 120 吨（脱水量、蒸发量）/小时（约100标准台）
　　B、超重力膜分离设备年生产能力 80万吨（处理量）/天 （约300标准台套）
　　（二）经济效益分析
　　以浓缩设备价格60万元/吨（蒸发量）/小时 计算 产值 为7200万元/年
　　以分离设备价格200元/吨（处理量）/天 计算 产值 为16000万元/年
　　易损、易耗件 产值 为 800万元/年
　　合计 2。4亿元
　　年税前利润 不低于8500万元/年
　　（三）风险预测
　　本项目为国家高新技术产品目录的高新技术产品，符合节能减排、高端装备制造等方面的政策扶持，具体为： A、税收减免，B 、科技创新基金的无偿支持，C、国家重大科技项目的科技专项资金的无偿支持。这可以大大降低投资的风险。
　　但是本项目依然存在如下投资风险：A、大批量生产面临的工艺技术问题，B 、快速扩张面临的人员、资金，生产场地等等，C、产品、工艺操作标准化。当然这些通过努力都是完全可以解决的。
　　十 产业化条件要求
　　1、资金投入800---1000万元（用于流动资金、专用设备工具制造）（非核心技术工
　　件 外协加工）
　　2、 厂房办公用房 1000---1500平方米（租赁）
　　3、人员30---50人
　　十一 开发方式
　　完全转让 许可转让 技术入股 合作生产 其它双方商定