化工分离过程(第22讲)(71膜分离技术一)课件.ppt

《化工分离过程(第22讲)(71膜分离技术一)课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、化工分离过程ChemicalSeparationProcesses第七章其它分离技术和分离过程的选择17.1膜分离技术7.1.1分离用膜和膜分离设备7.1.2反渗透7.1.3超滤7.1.4电渗析7.1.5气体膜分离7.1.6液膜分离7.2吸附分离7.3反应精馏7.4分离过程的选择（自学）√第七章其它分离技术和分离过程的选择2化工生产的不断发展与进步，对一些分离技术的要求越来越高，分离的难度也越来越大。为了满足人们对分离问题越来越高的要求，除了对常规分离技术进行改进和强化之外。不断开发新的分离技术也是解决各种特殊分离问题的有效

2、手段。本章我们将对一些重要的常规分离技术和新型分离方法的基本原理和特点进行描述和研究。第七章其它分离技术和分离过程的选择主要内容37.1膜分离技术膜分离一般是指利用膜（Membrane）对流体混合物中不同组分的选择性渗透的特点来分离流体混合物的操作过程。膜分离过程利用流体混合物中组分在特定的半透膜中迁移速度的不同，经过半透膜的渗透作用，改变混合物的组成，对混合物中的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集，达到组分间分离的目的。膜分离技术概论47.1膜分离技术膜分离过程特点没有相变常温完成特殊溶液体系的分离产品互溶清晰分离难分离

3、过程的能耗低适合热敏物质分离溶液中大分子分离无机盐分离共沸物或近沸点物系分离膜分离过程的特点57.1膜分离技术膜分离技术发展简史高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A.Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。67.1膜分离技术1861年，施密特（A.Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。这种过滤可称为超过滤。按现代观点看

4、，这种过滤应称为微孔过滤。77.1膜分离技术然而，真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年，米切利斯（A.S.Michealis）等人用各种比例的酸性和碱性的高分子电介质混合物以水—丙酮—溴化钠为溶剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。87.1膜分离技术50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反渗透膜的研究。1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙-66为主要组分的中空纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公司研制成功平板式反渗透膜组件。反渗透膜

5、开始工业化。97.1膜分离技术自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（UF膜）、微孔过滤膜（MF膜）和反渗透膜（RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功能膜的地位又得到了进一步提高。107.1膜分离技术具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体膜之上的，为支撑液膜。60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活性剂的水和油能形成界面膜，

6、从而发明了不带有固体膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一项专利。70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。117.1膜分离技术膜分离过程的类型分离膜的基本功能是从物质群中有选择地透过或输送特定的物质，如颗粒、分子、离子等。或者说，物质的分离是通过膜的选择性透过实现的。几种主要的膜分离过程及其传递机理如表7-1所示。127.1膜分离技术膜过程推动力传递机理透过物截留物膜类型微滤压力差颗粒大小形状水、溶剂溶解物悬浮物颗粒纤维多孔膜超滤压力差分子特性大小形状水、溶

7、剂小分子胶体和超过截留分子量的分子非对称性膜纳滤压力差离子大小及电荷水、一价离子、多价离子有机物复合膜反渗透压力差溶剂的扩散传递水、溶剂溶质、盐非对称性膜复合膜表7-1几种主要的膜分离过程137.1膜分离技术膜过程推动力传递机理透过物截留物膜类型渗析浓度差溶质扩散传递低分子量物、离子溶剂非对称性膜电渗析电位差电解质离子选择传递电解质离子非电解质，大分子物质离子交换膜气体分离压力差气体和蒸汽扩散渗透气体或蒸汽难渗透性气体或蒸汽均相、复合、非对称膜渗透蒸发压力差选择传递易渗溶质或溶剂难渗透性溶质或溶剂均相、复合、非对称膜液膜分离

8、浓度差反应促进和扩散传递杂质溶剂乳状液膜、支撑液膜147.1.1分离用膜和膜分离设备所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。膜的特性：◆不管膜多薄,它必须有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触