7渗透汽化试验60分钟

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1、实验十三渗透蒸发膜分离实验一．实验目的1．了解渗透汽化膜分离的工艺原理与过程;2．熟悉渗透汽膜分离的操作;3．基本掌握分离性能的影响因素。二．实验原理与特点渗透汽化是一种通过致密高分子膜有选择性分离和富集有机物溶液中某一组分的新型膜分离过程。在渗透汽化过程中，首先是易渗透组份分子溶解或吸附于膜上游表面，然后扩散通过膜再从膜的下游解吸，其原理见图1。在过程中发生了相变：膜上游侧的液体通过膜变成膜下游侧的汽体，也是渗透汽化名称的由来。渗透汽化分离过程和反渗透有相似的传质过程。其与反渗透不同点在于：渗透汽化过程存在相变，渗透汽化膜

2、的下游是负压。因此渗透汽化在操作中必须不断加入能量，其大小至少相当于透过物潜热的热量。渗透汽化的评价指标（1）分离因子a和ß，其定义如下：a=c’(1－c)/c(1－c’)ß=c’/cc’为优先渗透组份在渗透物中质量分数c为优先渗透组份在原料混合物中质量分数（2）渗透通量J：单位时间内通过单位膜面积的渗透量，单位为kg/m2h或g/m2h。（3）通量计算：J＝(W/St)x60式中：W－样品量，g;S－膜面积，m2;t－取样时间，min。料液温度，膜下游压力，料液浓度及料液的循环量对分离因子和渗透通量均有较明显的影响。渗透汽

3、化的应用，渗透汽化过程以其独具的优点在化工和其他行业中引起了极大的兴趣。主要用于乙醇或异丙醇脱水，酮类、醚类、酯类等溶剂脱水。我国渗透汽化的研究工作起步较晚，在80年代初期开始该过程的开发研究，目前处于实验室研究和中试阶段。三、实验装置与流程1.实验装置：实验装置如图1所示；2、实验流程：实验对象由进料罐、循环泵、膜池、真空泵等组成。实验中，物料经由循环泵开始循环，通过真空泵抽真空在膜下形成负压，物料经过膜池的时候由于膜下为负压通过渗透气化进入到冷阱中的收集器里，通过三通阀可以更改选择收集器。3.装置参数及试剂：装置参数如表

4、1所示：表1装置名称参数数量进料罐Φ135×2002膜池Φ145×401真空缓冲罐Φ180×2501真空泵极限真空6×10-2Pa1循环泵DP-1251主要试剂如表2所示：表2试剂作用名称溶剂蒸馏水溶质乙醇四、实验步骤：1、将料液加入溶液贮罐中任何一个，用泵输送，转子流量计计量，进入渗透汽化膜池，进行渗透汽化分离，未透过液回到装料液的贮罐中继续循环；膜下游抽真空，透过物在真空下进入。置于冷阱中的扑集器冷凝并收集。本实验测定料液温度与分离因子的关系，即改变料液的温度，其他条件（膜前后压差、操作时间、流量等）不变，测渗透汽化产物

5、中乙醇和水的含量，得出一条分离因子随温度变化的关系曲线。2、将待处理的料液倒入料液贮罐中的任何一个，料液应高于储罐的三分之二。3、启动循环泵，使料液循环。4、打开罐加热电源，对料液加热，并同时设定加热温度为30℃，膜后真空度0.01Mpa。4、当料液在循环条件下达到预定温度时，取料液样品2ml待分析。5、将干燥的扑集器装好，装上冷阱，开始计时。6、运转40分钟，立即同时将两个三通阀切换至另一个扑集器，取下有样品的冷阱，待扑集器中样品全部溶化为液体，取下扑集器，用预无备好的胶塞塞紧管口，以防样品损失。五、实验报告：1、根据上述

6、实验测得的数据填入到下列表格：实验日期：实验人员：学号：温度：实验序号温度（℃）渗透液中异丙醇质量分数（%）渗透液中水的质量分数（%）备注1234实验条件1）有效膜面积：2）膜后真空度：3）膜前后压差：4）乙醇料液浓度：六、实验报告：1、用气相色谱测出渗透液中水的质量分数：实验序号温度℃渗透液中水的质量分数（%）分离因子备注12342、画出分离因子与温度的关系曲线七、思考题：1、温度和分离因子之间的关系说明什么？2、如果实验拟测定温度对渗透通量J的影响，那么实验需取哪些数据，如何操作。