第一章 分离膜和膜分离过程课件.ppt

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1、第一章分离膜和膜分离过程本章主要内容分离膜和膜分离分离膜的种类分离膜的制备膜的分离特性第一节分离膜和膜分离分离膜广义上指分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种化学物质，有选择性的膜。膜分离是指借助膜的选择渗透作用，对混合物中的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。一、定义二、膜分离技术与传统分离技术区别机械分离过程颗粒大小不同，如筛分和过滤；重力和离心分离物体密度不同，如重力沉降、旋风分离等；平衡分离过程体系处于平衡状态时不同相态（气液、气固、液固）中浓度不同，如蒸馏、萃取、结晶、吸附、吸收等速率控制分离过程物质分子在外力作

2、用下迁移速率不同，如膜分离和电泳；各种分离法及适用范围①膜中分布微细孔穴，不同孔穴选择性渗透②膜中存在电荷，吸附、排斥产生选择性渗透③被分离物在膜中的溶解、扩散作用产生选择渗透性※膜材料能够选择渗透的原因三、膜分离过程的特点多数无相变，对能量要求低；分离条件较温和，适合于热敏性物质分离；操作方便、结构紧凑、维修费用低、易于自动化。※膜在分离过程中具有如下功能①物质的识别与透过使混合物中各组分之间实现分离的内在因素②界面膜将透过液和保留液(料液)分为互不混合的两相③反应场膜从表面到孔内表面含有与特定溶质具有相互作用能力的官能团，通过物理

3、作用、化学反应或生化反应提高膜分离的选择性和分离速度推动力膜过程压力差反渗透、超滤、微滤、纳滤、气体分离电位差电渗析、膜电解浓度差透析、膜传感器温度差膜蒸馏化学反应化学反应膜※四、膜分离过程的分类五、膜分离的应用领域化学/染料工业活性染料的脱盐、纯化、浓缩与回收食品染料的脱盐、纯化、浓缩与回收催化剂与贵金属的回收利用脱氧、氧化、酯化、皂化、磺化、硝化、脱氢反应中液体的分离、纯化甘油/己内酰胺/苯/染料活性剂等有机化工原料的回收汽车/仪表及其它工业涂漆的浓缩回收食品/饮料工业啤酒/果酒/黄酒/葡萄酒的澄清除菌过滤苹果、梨、草莓、橙、芒果

4、、桃、梅、李、柠檬等果汁的澄清除菌过滤苹果、梨、凤梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的脱水浓缩葡萄酒/果酒/茶/咖啡芬香气味的浓缩保留豆蛋白/乳清蛋白/白蛋白/单糖/多糖溶液的澄清与浓缩乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脱盐与浓缩蔬菜抽提汁/西红柿汁的脱水浓缩制药/生物工程抗生素、维生素、有机酸、氨基酸、酶等发酵液的澄清除菌过滤抗生素、维生素、有机酸、氨基酸等发酵液的蛋白剔除酶、蛋白质、多糖制备过程中细胞碎片的剔除抗生素、氨基酸、维生素、有机酸、酶、多糖、蛋白质的纯化与浓缩中成药、保健品口服液的澄清除菌过滤动物血浆、血清的浓缩精制其

5、他相关的脱盐浓缩、澄清除菌、蛋白剔除、细胞收集等分离过程空气过滤喷雾干燥过程中染料、抗生素、奶粉等的回收电池厂金属镉、氧化铅粉尘的收集粉碎过程中磷酸盐、氧化镁、二氧化钛、碳粉、水泥、碳酸钙的回收包装过程中砂糖、染料、奶粉、味精等的回收干燥过程中PVC、二氧化硅、活性碳、肥料等的回收合成氨尾气中氢气的回收利用其他一切有关的粉尘收集及空气除尘过程水处理饮用纯水的制备医药工业中注射用水/洗瓶水及其他无菌水的制备电子工业中超纯水的制备火力发电厂锅炉补给水的制备饮料与化妆品工业中产品配方用水的制备饮用水纯化/苦碱水脱盐/海水淡化废水循环与再生利

6、用（零排放）染料、颜料、油漆、含油废水的处理纸浆与造纸废水的处理及木素磺酸盐的回收金属、食品、皮革、农药和除草剂废水的处理纺织印染废水的处理及丝光废水的回收利用六、国内膜分离技术主要应用海水淡化污水再生净化水第二节　分离膜的种类一、高分子膜高分子膜的性能与高分子材料的特性密切相关高分子的结构特征由以下因素决定相对分子量；高分子的化学结构与空间排列（构造、主侧链等）不同的大分子间的相互作用（氢键、偶极距等）亲水性好，孔径范围较宽，较高通量，成本低，无毒；操作温度窄（30℃），pH窄（3-6)，压实现象，易生物降解包括天然纤维素、醋酸纤维

7、素（二、三CA、CTA）、硝化（CN）、乙基（EC）、混合（CN-CA）1、纤维素类膜聚砜类树脂具有良好的化学、热学和水解稳定性，强度也很高；pH值适应范围为1～13，最高使用温度达120℃；抗氧化性和抗氯性都十分优良；孔径范围较宽，超滤、微滤；疏水性，易被溶质污染2、聚砜类膜3、聚酰胺类膜反渗透复合膜，多孔、力学强度和热稳定性良好、pH（3-11）；对氯离子抵抗能力差，易受蛋白质污染4、聚烯烃类膜PE、PP、PVC、PS、PAN、PMMA，国内最早开发的膜材料5、其他类聚合物膜聚偏氟乙烯膜、再生纤维素膜、芳香杂环类、离子型聚合物、共

8、混和嵌段、接枝共聚物膜二、无机膜陶瓷膜、玻璃膜、金属膜（含碳）和沸石膜等。耐温，化学稳定性好，机械强度大，抗微生物腐蚀，适用寿命长；无弹性、脆、不适用于热强碱体系第三节　分离膜的制备膜的制备工艺有化学的和物理的方法或者二