第一節(jié)膜分離技術.ppt

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展 設計的混合物種類日益增多 對于分離的要求也越來越高 而分離的物料量 有的越來越大 有的又越來越小 特別是隨著各種天然資源不斷被開發(fā)利用 含有用物質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 有時一些傳統(tǒng)的化工分離手段可能完全不能適用 或者分離效果較差 能耗過高 因此 一些新型的分離技術也就應運而生了 第一節(jié)膜分離技術 膜分離 一般是指利用膜對流體混合物中不同組分的選擇性滲透的特點來分離流體混合物的操作過程 膜分離的應用 1 分散得很細的固體 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)的有機物 藥物與溶解的鹽類 3 對溫度 酸堿度等物理化學條件特別敏感的生物物質 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程 工業(yè)污水處理 大規(guī)?？諝夥蛛x 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 常見的膜分離過程 膜材料 一 板框式 膜組件 二 圓管式 圓管式膜組件的機構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制成 特點是自承式 四 中空纖緯式膜組件 膜分離過程簡介 一 反滲透 滲透現(xiàn)象 即純溶劑通過半透膜由純溶劑一側向溶液一側的自發(fā)流動過程 滲透壓 滲透過程達平衡時半透膜兩側形成的壓差 反滲透 在濃溶液一側加壓 使膜兩側的壓差大于溶液的滲透壓 p 溶劑從溶液一側向純溶劑一側液流動 在一半透膜兩側的兩種溶液中的小分子溶質或溶劑通過膜進行交換 而大分子被截留在各自的一側的現(xiàn)象 稱為透析 人工腎是透析過程最成功的范例 自1943年Kolff用醋酸纖維素膜制成的人工腎對血液進行透析治療尿毒癥獲得成功后 透析技術在血液濾過 血液灌流和血漿分離等多種治療方法上得到應用 二 滲透 原理 壓力差的作用下 利用膜的孔徑的大小對微粒進行機械篩分和截留 而吸附截留的作用相對較小 三 微孔過濾 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)上主要用于無菌液體 超純水的生產(chǎn)和空氣過濾 原理 溶液在壓力差的作用下 溶劑和小于膜孔徑的溶質由膜透過 而大于膜孔徑的溶質則被截留 從而達到溶液的凈化 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 超濾應用非常廣泛 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分離膜 利用混合氣中的各組分分子在膜中的透過速率不同而達到分離的目的 特點 能耗低 操作簡單 裝置緊湊并可按處理量改變等 應用 合