第一節(jié)膜分離技術(shù).ppt

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展 設(shè)計(jì)的混合物種類日益增多 對(duì)于分離的要求也越來(lái)越高 而分離的物料量 有的越來(lái)越大 有的又越來(lái)越小 特別是隨著各種天然資源不斷被開(kāi)發(fā)利用 含有用物質(zhì)較多的資源已逐步減少 人們不得不從含量較少的資源中去分離 提取有用物質(zhì) 有時(shí)一些傳統(tǒng)的化工分離手段可能完全不能適用 或者分離效果較差 能耗過(guò)高 因此 一些新型的分離技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了 第一節(jié)膜分離技術(shù) 膜分離 一般是指利用膜對(duì)流體混合物中不同組分的選擇性滲透的特點(diǎn)來(lái)分離流體混合物的操作過(guò)程 膜分離的應(yīng)用 1 分散得很細(xì)的固體 特別是與液體密度相近 膠狀的可壓縮的固體微粒 2 低分子量的不揮發(fā)的有機(jī)物 藥物與溶解的鹽類 3 對(duì)溫度 酸堿度等物理化學(xué)條件特別敏感的生物物質(zhì) 涉及氣體分離 水溶液分離 生化產(chǎn)品的分離與純化等操作的食品和飲料加工過(guò)程 工業(yè)污水處理 大規(guī)模空氣分離 濕法冶金 氣體和液體燃料的生產(chǎn)及石油化工制品的生產(chǎn)等 常見(jiàn)的膜分離過(guò)程 膜材料 一 板框式 膜組件 二 圓管式 圓管式膜組件的機(jī)構(gòu)主要將膜和支撐體均制成管狀 螺旋卷式膜組件是將做好的平板膜密封成膜袋 在兩膜袋間襯以網(wǎng)狀間隔材料并緊密地卷繞在多孔中心管上制成 三 螺旋式膜組件 將幾十萬(wàn)根或更多的中空纖維束的一端封死 另一端固定在管板上 再裝入圓筒型耐壓容器內(nèi)制成 特點(diǎn)是自承式 四 中空纖緯式膜組件 膜分離過(guò)程簡(jiǎn)介 一 反滲透 滲透現(xiàn)象 即純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)半透膜由純?nèi)軇┮粋?cè)向溶液一側(cè)的自發(fā)流動(dòng)過(guò)程 滲透壓 滲透過(guò)程達(dá)平衡時(shí)半透膜兩側(cè)形成的壓差 反滲透 在濃溶液一側(cè)加壓 使膜兩側(cè)的壓差大于溶液的滲透壓 p 溶劑從溶液一側(cè)向純?nèi)軇┮粋?cè)液流動(dòng) 在一半透膜兩側(cè)的兩種溶液中的小分子溶質(zhì)或溶劑通過(guò)膜進(jìn)行交換 而大分子被截留在各自的一側(cè)的現(xiàn)象 稱為透析 人工腎是透析過(guò)程最成功的范例 自1943年Kolff用醋酸纖維素膜制成的人工腎對(duì)血液進(jìn)行透析治療尿毒癥獲得成功后 透析技術(shù)在血液濾過(guò) 血液灌流和血漿分離等多種治療方法上得到應(yīng)用 二 滲透 原理 壓力差的作用下 利用膜的孔徑的大小對(duì)微粒進(jìn)行機(jī)械篩分和截留 而吸附截留的作用相對(duì)較小 三 微孔過(guò)濾 常用的膜是醋酸纖維素和硝酸纖維素等混合組成 其它商業(yè)化膜有再生纖維素膜 聚氯乙烯膜 聚酰胺膜和陶瓷膜等 工業(yè)上主要用于無(wú)菌液體 超純水的生產(chǎn)和空氣過(guò)濾 原理 溶液在壓力差的作用下 溶劑和小于膜孔徑的溶質(zhì)由膜透過(guò) 而大于膜孔徑的溶質(zhì)則被截留 從而達(dá)到溶液的凈化 分離和濃縮 四 超濾 超濾與微濾的不同之處在于能截留溶解的大分子 與反滲透的不同之處在于所截留的大多為大分子溶質(zhì) 超濾應(yīng)用非常廣泛 從家用凈水器到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn) 混合氣體在壓差作用下通過(guò)分離膜 利用混合氣中的各組分分子在膜中的透過(guò)速率不同而達(dá)到分離的目的 特點(diǎn) 能耗低 操作簡(jiǎn)單 裝置緊湊并可按處理量改變等 應(yīng)用 合