文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 液膜分离

液膜分离

液膜分离
液膜分离

液膜分离

资料:https://www.wendangku.net/doc/694806689.html,

液膜模拟生物膜的结构,通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理,以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。

基本概念

一种以液膜为分离介质,以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜分离涉及三种液体:通常将含有被分离组分的料液作连续相,称为外相;接受被分离组分的液体,称为内相;成膜的液体处于两者之间,称为膜相。在液膜分离过程中,被分离组分从外相进入膜相,再转入内相,浓集于内相。如果工艺过程有特殊要求,也可将料液作为内相,接受液作为外相。这时被分离组分的传递方向,则从内相进入外相。液膜分离与液液萃取虽然机理不同,但都属于液液系统的传质分离过程。液膜分离也有称为液膜萃取的。水溶液组分的萃取分离,通常需经萃取和反萃取两步操作,才能将被萃组分通过萃取剂转移到反萃液中。液膜分离系统的外相、膜相和内相,分别对应于萃取系统的料液、萃取剂和反萃剂。液膜分离时三相共存,使相当于萃取和反萃取的操作在同一装置中进行,而且相当于萃取剂的接受液用量很少。

分离用液膜

两种主要类型:①乳化液膜。先将内相溶液以微液滴(滴径为1~100μm)形式分散在膜相溶液中,形成乳液(称为制乳);然后将乳液以液滴(滴径为0.5~5mm)形式分散在外相溶液中,就形成乳化液膜系统。液膜的有效厚度为1~10μm。为保持乳液在分离过程中的稳定性,膜相溶液中加有表面活性剂和稳定添加剂。接受了被分离组分的乳液,还须经过相分离,得到单一的内相溶液,再从中取得被分离组分,并使膜相溶液返回用以重新制备乳液。对乳液作相分离的操作称为破乳,方法是用高速离心机作沉降分离,或用高压电场促进微液滴凝聚,或加入破乳剂破坏微液滴的稳定性,然后再作分离。②固定液膜。又称支撑液膜,是微孔薄膜浸渍以膜相溶液后形成的由固相支撑的液膜。支撑液膜比乳化液膜厚,而且膜内通道弯曲,传质阻力较大,但它不需制乳和破乳,操作较为简便,更适合于工业应用。

分离机理

有以下几种类型:①选择性渗透。利用混合物中各组分透过液膜的渗透速率的差别,实现组分分离,如烷烃与芳烃的液膜分离。②内相有化学反应。被分离组分A透过液膜后与内相中的反萃剂R发生化学反应,反应产物P不能透过液膜。如用液膜分离法使废水脱酚时,酚透过液膜后与内相中的NaOH反应生成酚钠。③膜内添加活动载体。载体R1作为渗透组分A在膜内传递的媒介。载体相当于萃取剂中的萃取反应剂,在外相与液膜的界面处,与渗透组分A生成络合物P1,P1在液膜内扩散到内相与液膜的界面,与内相中的反萃剂R2作用

而发生解络,组分A进入内相;解络后的载体在液膜内扩散返回外相与液膜界面,再一次进行络合。这方面的试验研究有铀的提取和含铬废水的处理等。此外,液膜的外界面还能选择性地吸附料液中的悬浮物。液膜分离虽具有传质推动力大,传质速率高,接受液用量少等优点,但过程的可靠性较差,操作采用乳化液膜时,制乳、破乳困难,故适用范围较小,至今尚处于试验阶段。liquid membrane separation 液膜分离技术就是以液膜为分离介质、以浓差为推动力的液-液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。起分离作用的液膜通常为添加了表面活性剂的溶剂相,液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。液膜分离技术常用于湿法冶金工业、石油与化学工业、生化工业、制药工业、环境保护等领域。

液膜的定义及组成

液膜是一层很薄的液体,它阻隔在两个可互溶但组成不同的液相之间,一个液相中的待分离组分通过液膜的渗透作用传递到另一个液相中,从而实现分离的目的。液膜通常由溶剂(水或有机溶剂)、表面活性剂和添加剂组成。溶剂是构成液膜的基体;表面活性剂亲水亲油基团在溶剂中的定向排列是成膜的关键;添加剂的主要作用是确保膜的强度和提高膜的渗透性。

编辑本段液膜的分类

(1)乳化膜

先将膜相与内相制作成油包水(W/O)的乳化液,再将乳化液投入到外相中,形成W/O/W双乳化液。这样,中间的有机相层就成为分隔两水相的液膜。

(2)支撑膜

支撑架选择多微孔(微米级)亲油性材料,先配制好膜相,将支撑架放入膜相中浸润,使各微孔中充满成膜液而形成液膜。将浸润后的支撑架置于容器中,在两侧分别加入浓相和稀相,就形成了支撑液膜萃取体系。

液膜分离机理

1. 选择性渗透

在液膜设计时,根据被分离组分的性质,选择能溶解它的溶剂成膜,其余组分则不能溶解于膜相,从而达到分离的目的。

2. 滴内化学反应

在内相中包含能与外相被分离组分反应的物质,当被分离物质进入内相后立即被反应掉。这样就保持内相中被分离组分含量始终很低,维持较高的传质推动力。

3. 膜相化学反应

在膜相中包含能与外相被分离组分反应的物质,内相中包含更强的反应物质。这样膜相生成的产物在内相中再被反应,同时还原出膜相中原来的反应物,从而实现连续的反应传质过程。

4. 膜相吸附

在膜相中包含能吸附外相被分离组分的物质,外相中的被分离组分被吸附在膜相的外表层。

吸附完成后,分离出包裹内相的乳化层,破乳后,所吸附的物质就转移到内相溶液中实现分离。

纳滤反渗透膜分离

纳滤反渗透膜分离实验指导书

纳滤反渗透膜分离实验 一、实验目的 1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。 2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。 二、基本原理 2.1膜分离简介 膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。 微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)与反渗透(RO)都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。 四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。微滤膜的孔径范围为0.05~10μm,所施加的压力差为0.015~0.2MPa;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm 的微粒,其压差范围约为0.1~0.5MPa;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa左右,也有高达10MPa的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。 2.2纳滤和反渗透机理 对于纳滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。该理论认为,膜表面具有无数个微孔,这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样,截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而达到分离的目的。应当指出的是,在有些情况下,孔径大小是物料分离的决定因数;但对另一些情况,膜材料表面的化学特性却起到了决定性的截留作用。如有些膜的孔径既比溶剂分子大,又比溶质分子大,本不应具有截留功能,但令人意外的是,它却仍具有明显的分离效果。由此可见,膜的孔径大小和膜表面的化学

膜过滤技术及其应用范围介绍

膜过滤技术及其应用范围介绍 北京陶普森膜应用工程技术有限公司孙永杰 过滤是分离液体中固体性颗粒的常用方法之一。我们熟悉的土壤就是一个天然过滤器,池塘、湖泊和河流中的地表水在通过不同类型的土壤之后,渗透聚积成相对洁净的地下水,土壤让水透过的时候截留了其它成分,如颗粒物和污染物等,而渗透到深处的地下水得到了净化。 过滤是实验室常用的物料分离技术。从筛网、滤纸到膜滤器等技术手段的延伸、发展,促进了产品提纯技术的提高,净化效果明显,分离精度大大提高。在能量消耗,过滤效果和操作简便方面,相比于传统的分离方法如蒸馏或结晶,膜过滤技术的表现优于其他分离过程。在许多分离领域,膜过滤克服了传统技术局限性,尤其对生化或药物的加工应用过程,膜技术的应用提高了产品品质和收率,因为其中的蛋白质和有效成分大多是热敏感的。因膜过滤为物理过滤方式,膜材质稳定性强,经验证的实验室过滤工艺,很容易被放大和改进,更易成功应用到实际的大规模生产中。 在生物和制药技术行业的许多领域,包括食品和饮料行业,生物技术和饮用水处理行业,都普遍使用过滤膜用于过滤。 过滤膜的工作原理:膜过滤器的原理类似于上面提到的地下水渗透过程,人工制备的膜相当于地表土层,待过滤的溶液中一部分的小分子物质可以通过薄膜的微孔,其渗透性取决于孔的大小。比滤膜孔更小的颗粒可透过滤膜,而比滤膜孔大的颗粒就被截留下来。

一般情况下,膜的孔径决定了应用,根据孔径的大小,将不同的过滤膜技术分为四类:微滤,超滤和纳滤以及反渗透。 1. 微滤膜技术 过滤膜的孔径一般在5μm和0.1μm之间。在微生物实验中经常被使用孔径为0.1μm至0.2μm的膜,可以分离出酵母菌和细菌,是一种温和快速的杀菌方法。在工业化生产上,这种滤膜技术通常为过滤器的滤芯,广泛应用在医药,食品和饮料工业生产线中。例如,生物制药厂用于生物反应器中微生物生长阶段之后的“收获”和细菌菌体的分离,废水处理或浑浊液的油水分离等。 2. 超滤膜技术 超滤技术常常用于大分子的浓缩和脱水,超滤膜过滤“孔径”在0.1μm和0.01μm之间。由于该技术主要用于分离或浓缩蛋白质分子,所以膜的过滤孔径被定义为“分子量切断”(MWCO)或“标称分子量切断”(NMWC),单位为道尔顿(质量单位,等于一氧原子的1/16)。MWCO值表示可被膜截留的球状分子的小分子量。为了安全起见,应总是选择MWCO值至少比要分离的大分子的分子量高20%。这种膜过滤技术的应用操作压力,通常在2-10巴之间。 3.纳滤技术 是纳米级过滤技术的简称,纳米级过滤的膜过滤器,其孔径小于0.005μm,可截留更小的有机分子和大部分盐类物质,以及重金属离子等。陶普森纳米级过滤需要更高的外部压力,过滤压力一般在10-80巴之间。

南大化工膜分离实验报告

膜分离实验报告 一、实验目的 1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。 2.掌握RO、NF的适用范围和对象。 二、实验原理 1.反渗透(RO) 反渗透膜的孔径在0.1-1nm之间。反渗透技术是利用高压液体的高压作用,克服渗透膜的渗透压,使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端,从而达到去除溶液中大部分离子的目的。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜,往往采用动态的方法来进行反渗透,即在进行反渗透的同时,利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物,以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。因此,反渗透设备的出水有两股,一股为透过液(淡水),一股为截留液(浓水)。 实验采用NaCl、MgSO4溶液进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化,表示反渗透膜的处理效果。 图1 反渗透(RO)示意图

2.纳滤(NF) 纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。纳滤技术是从反渗透中派生出来的一种膜分离技术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为,纳滤膜存在纳米级的细孔,可以截留95%的最小分子约为1nm的物质。 纳滤膜的特点在于:较低的渗透压和较高的膜通透性,因此,可以节能;通过纳滤膜的渗透作用,可以去除多价的离子,保留部分低价的对人体有益的矿物离子。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜,同样采用动态的方法来进行纳滤,即在进行纳滤的同时,利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物,以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。因此,纳滤设备的出水也有两股,一股为透过液(淡水),一股为截留液(浓水)。 实验采用NaCl、MgSO4溶液进行实验,用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化,表示纳滤膜的处理效果。同时将纳滤和反渗透对一价和二价离子的截留效果进行比较,可以知道纳滤膜出水中保留了比反渗透出水中更多的有益矿物离子。 三、实验流程与设备 整套膜分离装置的四个单元共同安装在一个支架上,由微滤单元和反渗透单元组成设备的1/2,超滤单元和纳滤单元组成设备另外的1/2。

液膜分离实验

液膜分离实验 液膜分离装置主体实图 液膜分离加料

一、实验的流程 液膜分离的工艺流程如图1所示。 图1 乳状液膜分离过程示意图 二、实验步骤及方法 1 实验步骤 本实验为乳状液膜法脱除水溶液中的醋酸,首先需制备液膜。液膜组成已于实验前配好,分别为以下两种液膜: 1) 液膜1#组成:煤油95%;乳化剂司班80,5%。 2) 液膜2#组成:煤油90%;乳化剂司班80,5%;液体石蜡(载体),5%。 内相用2M的NaOH水溶液。采用HAc水溶液作为料液进行传质试验,外相HAc的初始浓度在实验时测定。 具体步骤如下: ①在制乳搅拌釜中先加入液膜1#70mL,然后在1600r/min的转速下滴加内相NaoH水溶液70mL(约1分钟加完),在此转速下搅拌15分钟,待成稳定乳状液后停止搅拌,待用。 ②在传质釜中加入待处理的料液450mL,在约300r/min的搅拌速度下加入上述乳液80 mL,进行传质实验,在一定时间下取少量料液进行分析,测定外相HAc浓度随时间的变化(取样时间为2、5、8、12、16、20、25分钟),并作出外相HAc浓度与时间的关系曲线。待外相中所有HAc均进入内相后,停止搅拌。放出釜中液体,洗净待用。 ③在传质釜中加入450mL料液,在搅拌下(与②同样转速)加入小釜中的乳状液50 ml,重复步骤2。 ④比较②,③的实验结果,说明在不同处理比(料液体积/乳液体积)下传质速率的差别,并分析其原因。 ⑤用液膜2#膜相,重复上述步骤①~④。注意,两次传质的乳液量应分别与②、③步的用量相同。 ⑥分析比较不同液膜组成的传质速率,并分析其原因。 ⑦收集经沉降澄清后的上层乳液,采用砂芯漏斗抽滤破乳,破乳得到的膜

膜分离技术的介绍及应用讲解

题目:膜分离技术读书报告日期2015年11月20日

目录 一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)

一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术(membrane separation technology, MST)是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤(micro-filtration, MF)、超滤(ultra-filtration,UF)、纳滤(nano-filtration,NF)、反渗透(reverse-osmosis, RO)和电渗析(eletro-dialysis, ED)等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离,可以说是对传统分离方法的一次革命,被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一,也是当代国际上公认的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性,按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同,可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析(Dialysis, D)、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世 纪80年代的气体分离 (gas-separation, GS)、20世纪90 年代的PV和乳化液膜(emulsion liquid membrane, ELM)等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料,膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提,膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差,主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等;UF的推动力也是膜两端的压力差,主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质,应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等;NF自身一般会带有一定的电荷,它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达99%,在水净化方面应用较多,同时可以透析被RO膜截留的无机盐;RO是一种非对称膜,利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反向从溶液

膜分离实验吧

题目:膜分离实验 0 前言 (一)实验目的 1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。 2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。 3.掌握膜分离流程,比较各膜分离过程的异同。 4.掌握电导率仪、紫外分光光度计等检测方法。 (二).基本原理 膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。 微滤(MF )、超滤(UF )、纳滤(NF )与反渗透(RO )都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。 四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。微滤膜的孔径围为0.05~10μm ,所施加的压力差为0.015~0.2MPa ;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm 的微粒,其压差围约为0.1~0.5MPa ;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa 左右,也有高达10MPa 的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。 1微滤与超滤 微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质与常规过滤过程近似。本实验中,以含颗粒的混浊液或悬浮液,经压差推动通过微滤膜组件,改变不同的料液流量,观察透过液测清液情况。 对于超滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。该理论认为,膜表面具有无数个微孔,这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样,截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而达到分离的目的。应当指出的是,在有些情况下,孔径大小是物料分离的决定因数;但对另一些情况,膜材料表面的化学特性却起到了决定性的截留作用。如有些膜的孔径既比溶剂分子大,又比溶质分子大,本不应具有截留功能,但令人意外的是,它却仍具有明显的分离效果。由此可见,膜的孔径大小和膜表面的化学性质将分别起着不同的截留作用。 2膜性能的表征 一般而言,膜组件的性能可用截留率(R )、透过液通量(J )和溶质浓缩倍数(N )来表示。 (1—1) 式中, R -截流率; Co -原料液的浓度,kmol/m3; Cp -透过液的浓度,kmol/m3。 对于不同溶质成分,在膜的正常工作压力和工作温度下,截留率不尽相同,因此这也是工业上选择膜组件的基本参数之一。 100R =?0P c -c % c

中药液膜分离技术的应用及发展

2 液膜分离技术在废水处理中的应用 2.1去除重金属离子 液膜分离技术可以有效地分离并回收废水中的重金属离子。奥地利Graz工业大学的Marr等人采用乳状液液膜分离技术,对去除粘胶废水中的Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2-、C产、Ni2+等重金属离子作了大量试验。表I为试验结果。 表1从粘胶废水中去除各种剧金属离子的中试结果 重金厲离子废水涼矗 /(L*h-T) 初始厳度 /(mg ? L_ 11 处理肓浓度 /(mu-L-1) 2r严3045004 Z严30500 Zn I+701500,5 Cu i+20SOOO27 3*408003 Ni沖202200360 Cd"60[40 t01 Pb叶6080. 01 Cr3*4015004 从表I中可以看出,除Ni夕卜,其他金属离子的去除率均高于99%,以Zn的去除与回收为例,与溶剂萃取、化学沉淀、离子交换等方法比较,液膜分离法最经济。分离Zn的工艺采用逆流萃取塔和静电聚结破乳装置,内包相使用 DTPA[ ( 2-乙基己基)二硫代磷酸]。回收1 0 0 k g Zn的费用为54.4美元,而市售100 kg Zn为133美元采用液膜法从废水中回收zn具有一定的经济效益。美国Syracuse大学Jongheop Yi采用陶瓷支撑膜分离Cu他们认为,充满有机螫合酸的孔状陶瓷支撑膜,作为分离稀溶液中金属离子的无机支撑膜系统.其性能优于聚合物支撑膜,具有广阔的应用前景。因为聚合物支撑膜对温度、pH敏感,易变形老化,而陶瓷支撑膜正好弥补了聚合物支撑膜的缺点。在分离Cu 2+过程中,陶瓷支撑膜制成a铝/硅片型,其中注入2-羟基-5-壬基乙酰苯。 2 .2分离废水中的有机酸、无机酸 美国科罗拉多矿业大学的Wan gC.C研究了用液膜分离法去除水溶液中的多种

膜分离技术及其应用_童汉清

膜分离技术及其应用 童汉清 海金萍 (蚌埠高等专科学校食品系,蚌埠市233030) 摘 要 针对膜分离技术的一系列独特优点,介绍了工业中常用的各种分离膜的性能、材料及其各自的应用,并简述了世界上最新的膜分离技术及其发展方向。 关键词 膜分离技术 反渗透膜 超滤膜 微滤膜 0 前言 膜分离是用半透膜分离均相混合物中不同组分的一种方法。由于膜分离技术在生产中物料无相变过程,因而无需再沸器、冷凝器等设备,与蒸发、精馏等分离技术相比具有显著的节能、高效等特点,特别是对于食品工业,膜分离技术可以完好地保留食品原有色、香、味,而其营养成分又不会被高温破坏。因而膜技术在世界范围内引起人们极大关注,被誉为重大的新技术革命之一。 现代膜技术的开发还仅仅是近三十年的事情,虽然近年来有了较大的发展,但目前仍处于发展和完善的过程中。国内外膜分离技术已在许多不同行业得到应用,并取得了良好效果。 1 反渗透膜及其应用 1.1 反渗透膜的性能 反渗透膜的孔径在0.3~2nm之间,通常为非对称的微孔结构膜,压差作为操作推动力,工作压力可高达7.0~7.5M Pa,膜通量一般为0.5m3/(m2d)。 反渗透膜能截留住除水分子、氢离子、氢氧根离子以外的其它物质,因而主要用于水和其它物质的分离。 1.2 膜材料 最先开发并成功应用的反渗透膜材料是醋酸纤维素,70年代以来逐渐开发出一些新型反渗透膜材料,如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撑氧、磺化聚磺酸盐、聚酰胺羧酸、聚乙烯亚胺、聚甲苯二异氰酸酯和等离子处理聚丙烯腈等。醋酸纤维素在强酸和弱碱条件下易发生水解且不耐高温,易受微生物和酶的作用,在正常使用时还会发生蠕变使透水速率降低。尽管存在这些缺点,但目前工业上最广泛使用的两种反渗透膜材料,还是首选醋酸纤维素,其次为聚酰胺。 1.3 反渗透膜的应用 1.3.1 海水淡化 反渗透膜分离技术被广泛应用于海水淡化。在全世界海水淡化装置中,约有30%用反渗透方式来实现。反渗透膜由极薄致密表层和多孔支撑层构成,具有高透水率及高脱盐率,可脱去海水中99%以上的盐离子。 1.3.2 果汁、果酒等产品的浓缩 膜浓缩是在常温下进行的。用反渗透膜对果汁、果酒进行浓缩,可保证维生素等营养成分不受破坏以及挥发质不损失,并可保留其原有的风味,这是其它浓缩技术难以做到的。另外,反渗透膜可以完全除去细菌和病毒,使产品不加任何防腐剂而延长储存期,食用更加卫生可靠。 19 《化工装备技术》第20卷第2期1999年

膜分离实验

实验三膜分离实验装置 一、实验目的 1.了解超滤膜分离的主要工艺设计参数。 2.了解液相膜分离技术的特点。 3.训练并掌握超滤膜分离的实验操作技术。 4.熟悉浓差极化、截流率、膜通量、膜污染等概念。 二、实验原理 膜分离是近数十年发展起来的一种新型分离技术。常规的膜分离是采用天然或人工合成的选择性透过膜作为分离介质,在浓度差、压力差或电位差等推动力的作用下,使原料中的溶质或溶剂选择性地透过膜而进行分离、分级、提纯或富集。通常原料一侧称为膜上游,透过一侧称为膜下游。膜分离法可以用于液-固(液体中的超细微粒)分离、液-液分离、气-气分离以及膜反应分离耦合和集成分离技术等方面。其中液-液分离包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有微粒的液相体系的分离。不同的膜分离过程所使用的膜不同,而相应的推动力也不同。目前已经工业化的膜分离过程包括微滤(MF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)和渗透汽化(PV)等,而膜蒸馏(MD)、膜基萃取、膜基吸收、液膜、膜反应器和无机膜的应用等则是目前膜分离技术研究的热点。膜分离技术具有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能量和化学试剂等优点,因此在20世纪60年代,膜分离方法自出现后不久就很快在海水淡化工程中得到大规模的商业应用。目前除海水、苦咸水的大规模淡化以及纯水、超纯水的生产外,膜分离技术还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、环保工程等领域得到推广应用。 表10-1、各种膜分离方法的分离范围

超虑膜分离基本原理是在压力差推动下,利用膜孔的渗透和截留性质,使得不同组分得到分级或分离。超虑膜分离的工作效率以膜通量和物料截流率为衡量指标,两者与膜结构、体系性质以及操作条件等密切相关。影响膜分离的主要因素有:a 、膜材料,指膜的亲疏水性和电荷性会影响膜与溶质之间的作用力大小;b 、膜孔径,膜孔径的大小直接影响膜通量和膜的截流率,一般来说在不影响截流率的情况下尽可能选取膜孔径较大的膜,这样有利于提高膜通量;c 、操作条件(压力和流量);另外料液本身的一些性质如溶液PH 值、盐浓度、温度等都对膜通量和膜的截流率有较大的影响。 从动力学上讲,膜通量的一般形式: ) (f c m V R R R P R P J ++= = ∑μμ△ 式中,J V 为膜通量,R 为膜的过滤总阻力,R m 为膜自身的机械阻力,R c 为浓差极化阻力,R f 为膜污染阻力。 过滤时,由于筛分作用,料液中的部分大分子溶质会被膜截留,溶剂及小分子溶质则能自由的透过膜,从而表现出超虑膜的选择性。被截留的溶质在膜表面出积聚,其浓度会逐渐上升,在浓度梯度的作用下,接近膜面的溶质又以相反方向向料液主体扩散,平衡状态时膜表面形成一溶质浓度分布的边界层,对溶剂等小分子物质的运动起阻碍作用,如图所示。这种现象称为膜的浓差极化,是一可逆过程。 膜污染是指处理物料中的微粒、胶体或大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜空内吸附和沉积造成膜孔径变小或孔堵塞,使膜通量的分离特性产生不可逆变化的现象。 膜分离单元操作装置的分离组件采用超滤中空纤维膜。当欲被分离的混合物料流过膜组件孔道时,某组分可穿过膜孔而被分离。通过测定料液浓度和流量可计算被分离物的脱除率、回收率及其他有关数据。当配置真空系统和其他部件后,可组成多功能膜分离装置,能进行

膜分离技术应用综述

膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

《食品科学概论》课程论文 论文题目:膜分离技术应用综述 学 院 :生物工程学院 专 业 :食品科学与工程 年级班别 :09级一班 学 号 :10122 学生姓名 :齐莹 学生 指导教师 :陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

膜分离技术应用综述 齐莹 10122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理,介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状,同时指出该技术存在的问题,提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现,上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计,膜销售每年以14%~30%的速度增长,而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001~0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ~0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ~0. 1μm) 微滤膜(0. 1~1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、

膜分离实验报告

. . 膜分离实验 一.实验目的 1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。 2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。 3. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程。 二.基本原理 膜分离技术是最近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。膜分离是以对组分具有选择性透过功能的人工合成的或天然的高分子薄膜(或无机膜)为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。 微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)与反渗透(RO)都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。 四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。微滤膜的孔径围为0.05~10μm,所施加的压力差为0.015~0.2MPa;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm的微粒,其压差围约为0.1~0.5MPa;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa左右,也有高达10MPa的;介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。 2.1微滤与超滤 微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质与常规过滤过程近似。本实验中,以含颗粒的混浊液或悬浮液,经压差推动通过微滤膜组件,改变不同的料液流量,观察透过液测清液情况。 对于超滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。该理论认为,膜表面具有无数个微孔,这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样,截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而

液膜萃取法

液膜萃取法文献综述 液膜萃取技术结合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,是一种新型的膜分离方法.液膜是乳状液滴分散在另一水相或油相中聚集成平均直径为1mm的聚集体时形成的(W/O)/W或(O/W)/O型复相乳液体系。在前一种情况,两种不同的水相(分别称为内相、外相)被一层油膜隔开,后一种情况是两种不同的油相被一层水膜隔开,液膜本身的厚度为1~10Lm。由于液膜的厚度只有人工固体薄膜的十分之一,所以物质穿过液膜的迁移速度更快。液膜萃取就是利用液膜的选择透过性,使料液中的某些组分透过液膜进入接受液,然后将三者各自分开,从而实现料液组分的分离。液膜萃取过程是由三个液相所形成的两个相界面上的传质分离过程,实质上是萃取与反萃取的结合。 应用领域:30多年来,液膜一直是一个十分活跃的研究课题。液膜传质速率高与选择性好的特点,使之成为分离、纯化与浓缩溶质的有效手段,

它与其它辅助设备、仪器、检测方法相结合,在石油化学、冶金工业、海水淡化、废水处理和综合回收、医学、生物学等方面的应用已日益受到人们的重视。 应用优点:一些物理化学性质相似的碳氢化合物很难分离,采用液膜技术可以成功分离碳氢化合物。利用液膜萃取技术可以有效地提取某些金属,提取率达99.5%。液膜萃取法处理废水,使废水达到了国家排放标准,有效的回收了可循环利用的成分,同时也减少了环境的污染。液膜萃取在生物学方面。青霉素是一种应用广泛的抗生素类药物,传统的提取方法采用溶媒萃取法。青霉素易分解损失。莫凤奎等使用青霉素G钠盐纯品溶液,模拟考察了乳状液膜法分离青霉素的条件,在最佳条件下青霉素的提取率可达92%。浓缩比可达9,且具有青霉素不易损失,工艺简单等优点。 废水处理中液膜萃取应用的优点:对含有机质废水的处理,大多采用有机溶剂萃取法,但处理后的废水中仍含有较高浓度的有机物质,采用液膜法则可使废水得到彻底的处理。 发展前景:经过多年的发展,液膜萃取在机理

实验十 膜分离试验

实验十 膜分离实验 一、实验目的 1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。 2.掌握EM 、UF 、RO 和NF 的适用范围和对象。 二、实验原理 1.微滤(EM ) 微滤米的微孔直径为0.22μm ,当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时,粒径>0.22μm 的悬浮颗粒物质就被截流在膜的一面,粒径小于0.22μm 的悬浮颗粒物质与水分子一起透过微滤膜排除出。从而达到分离水体的部分悬浮颗粒物质的目的。 实验采用含有少量悬浮颗粒物质的水进行实验,通过测定进水和出水的浊度来表示微滤膜的处理效果。 2.超滤(UF ) 超滤膜的微孔直径在10nm —0.1μm ,截流分子量在2—5万,范围根据需要进行选择。当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时,粒径>膜孔径的颗粒物质被截流在膜的一面。为了防止被截流下来的颗粒物质越来越多而堵塞滤膜,往往采用动态过滤的方法进行超滤,即将进行超滤的同时,利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物,以保持超滤表面始终具有良好的通透性。因此,超滤膜设备出水与两股,一股为透过水(淡水),一股为截流物液(浓水)。参见下面的图示: 超滤液 浓缩液 原液 (图一)超滤膜示意图 静态过程 (图二) 动态过程 图10-1超滤(UF )示意图 超滤膜可以截流溶液中的细菌病毒、热源、蛋白质、胶体、大分子有机物等等。 实验采用含有少量染料物质的水进行实验,通过测定水、“淡水”和“浓水”的色度变化表示超滤膜的处理效果。 3.反渗透(RO) 反渗透膜的孔径在0.1-1nm 之间。反渗透技术是利用高压液体的高压作用,库夫渗透膜的渗透压,使溶液中的分子逆向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端,从而到达去除溶液只能够大部分例子的目的。 为了防止被截流下来的其他例子越积越多儿堵塞RO 膜,同样采用动态的方法来进行反渗透,即将进行反渗透的同时,利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物,以保持反渗透表面始终具有良好的通透性。因此,反渗透膜设备出水与 流动方向 形成 滤饼 透过液 流动方向 透过液

乳状液膜分离法脱除废水中的污染物

乳状液膜分离法脱除废水中的污染物 杨磊 (同济大学化学系上海) 摘要:本实验以煤油作膜相,NaOH溶液作内相,制取非流动载体乳状液膜,并用于分离柠檬黄水溶液。通过控制变量法,保持搅拌条件和乳水比不变,改变油内比,用来探究油内比对于乳状液膜分离过程中制乳、传质和破乳的影响。本实验还可以对其他因素予以探讨。 关键词:乳状液膜柠檬黄制乳、传质、破乳油内比乳水比 Emulsion liquid membrane separation method of removing the pollutants in wastewater Yang Lei ((the Chemical Department of Tongji University Shanghai) Abstract: With kerosene as the membrane phase, NaOH solution for internal phase, making the carrier flow emulsion liquid membrane, and is used to separate citric yellow aqueous solution.This experiment by controlling variable method, the mixing condition and the water ratio unchanged, than change oil, used to explore oil than for emulsion membrane separation process in milk, the effect of mass transfer and demulsification.This experiment can also refer to other factors. Key words:Emulsion Liquid Membrane Tartrazine solution Mass Transfer Oil Naypyidaw Water Than Milk 1、引言: 液膜分离技术是受细胞流动载体的启发而衍生发展出来的一种分离技术,分为支撑液膜和乳状液膜,其类似于萃取和反萃取过程,常用于低浓度物质的富集。[1]液膜通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理,以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。在液膜分离过程中,被分离组分从外相进入膜相,再转入内相,浓集于内相。传质推动力大,试剂消耗量少,溶质逆浓度梯度效应,非常高的传质面积使其有极高的分离效率,且液膜传质速率高,选择性好,同时液膜分离具有操作简单以及连续性好的性质,使得液膜分离可广泛应用于化工、生化、医药、环保、有色冶金、核技术、食品、轻工、动力、机械等行业,有着广泛的应用前景。[2] 液膜分离机理有以下几种类型:①选择性渗透。利用混合物中各组分透过液膜的渗透速率的差别,实现组分分离,需要利用内外浓度差。②内相有化学反应。被分离组分 A透过液膜后与内相中的反萃剂R发生化学反应,反应产物P不能透过液膜,利用化学反应创造内外浓度差。③膜内添加活动载体。载体 R1作为渗透组分A在膜内传递的媒介。载体相当于萃取剂中的萃取反应剂,在外相与液膜的界面处,与渗透组分A生成络合物P1,P1在液膜内扩

膜分离实验报告

膜分离实验 一.实验目的 1.了解膜的结构和影响膜分离效果的因素,包括膜材质、压力和流量等。 2.了解膜分离的主要工艺参数,掌握膜组件性能的表征方法。 3. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程。 二.基本原理 膜分离技术是最近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。膜分离是以对组分具有选择性透过功能的人工合成的或天然的高分子薄膜(或无机膜)为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的某组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物的分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。其推动力可以为压力差(也称跨膜压差)、浓度差、电位差、温度差等。膜分离过程有多种,不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同,通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。 微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)都是以压力差为推动力的膜分离过程,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒、大分子、盐等被膜截留下来,从而达到分离的目的。 四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构和性能。微滤膜的孔径范围为0.05~10μm,所施加的压力差为0.015~0.2MPa;超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm的微粒,其压差范围约为0.1~0.5MPa;反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质,所施加的压差和溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关,通常的压差在2MPa左右,也有高达10MPa的;介于反渗透和超滤之间的为纳滤过程,膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低,一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。 2.1微滤和超滤 微滤过程中,被膜所截留的通常是颗粒性杂质,可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层,则其实质和常规过滤过程近似。本实验中,以含颗粒的混浊液或悬浮液,经压差推动通过微滤膜组件,改变不同的料液流量,观察透过液测清液情况。 对于超滤,筛分理论被广泛用来分析其分离机理。该理论认为,膜表面具有无数个微孔,这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样,截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而

液膜分离技术的研究及其应用

液膜分离技术的研究及其应用 摘要:本文综述了液膜的类型,传质机理,特点及其应用的研究进展,以及目前需要解决的问题。 关键词:液膜分离;液膜分类;传质机理,液膜分离应用 Studies and Application of Liquid Membrane Separation Technology Abstract: Reviewed in this article the of liquid membrane separation technology ,the mass transfer mechanism , characteristics and application research .In order to make the technology can realize large-scale industrial applications ,the need to solve the problem. Key words:liquid membrane separation technology classification mass transfer mechanism application 在工业技术日益发达的今天,液膜分离技术在供水,工艺水处理,废水处理,气体分离、浓缩技术等方面都起到了至关重要的作用。液膜模拟生物膜的结构通常是由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。本文对液膜分离技术的研究及其应用作了详细的综述。 1 概述 液膜是悬浮在液体中的一层极薄的膜,这层膜是分隔液-液,气-液,气-气两相的中介相,它是两相之间进行物质传递的桥梁。通常由膜溶剂,表面活性剂和膜增强添加剂等组分构成[1]。60 年代中期, Both等采用制成液膜研究了金属提取过程,他们将支撑液膜称为固定化液膜。1968年,黎念之(N. N. Li )博士[2]在用du Nuoy环法测定含表面活性剂水溶液与油溶液之间的界面张力时,观察到了相当稳定的界面膜,由此开创了研究液体表面活性剂膜或乳化液膜的历史。1972年,Cusler[3]仿照生物膜

膜分离的发展及其工业应用

膜分离技术的发展及其工业应用 摘要:膜分离技术作为新型高科技分离技术之一,倍受众多工业的关注。综述了膜分离技术的发展,及今后的发展趋势,对其在石化行业、水处理、食品行业主要工业应用进行较为详细的阐述。 关键词:膜分离技术;膜发展;膜应用 分离技术的发展与人类的生产实践密切相关,伴随着生产力的发展,科学技术的进步,分离的方法也从简到繁,从低级到高级,工艺从一种方法到多种联用。已由过去简单的蒸馏分离技术发展到现在复杂的超临界萃取技术,膜分离技术等。 膜分离技术[1],顾名思义,是利用一张特殊制造的,有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新型分离技术。实践证明,当不能经济地用常规的分离方法得到较好的分离时,膜分离作为一种分离技术往往是非常有用的,并且膜分离技术还可以和常规的分离方法结合起来使用,使分离技术投资更为经济。表1是几种主要的膜分离过程及其传递机理,推动力,透过物,膜类型的比较。 表1几种主要的膜分离过程 1发展史 膜分离在生物体内广泛存在,而人们对其的认识、利用、模拟,及至目前的人工合成的过程却是极其漫长而曲折的。膜分离技术发展大致可分为3个阶段: ——50年代,奠定基础的阶段,主要是对膜分离科学的基础理论研究和膜分离技术的初期工业开发; ——60年代~80年代,发展阶段,主要是使一些膜分离技术实现工业化生产,同时又开发研制了几种重要膜分离过程; ——90年代~至今,发展深化阶段,主要是不断提高已实现工业化的膜分离水平,扩大使用范一些难度较大的膜分离技术的开发得到突飞猛进的发展,并开拓了新的膜分离技术。

1.1膜分离技术的起源 200多年前,Abbe Nollet在1748年观察到水可以通过覆盖在盛有酒精溶液瓶口的猪膀胱进入瓶中,发现了渗透现象。但是,直到19世纪中叶Gra-ham发现了透析(Dialysis)现象,人们才开始对膜分离现象重视起来,并开始研究。最初,许多生理学家使用的膜主要是动物膜。1867年Moritz Taube制成了人类历史上第一张合成膜——亚铁氰化钠膜,并以近代的观点予以论述。随后,Preffer用这种膜在蔗糖和其他溶液进行试验,把渗透压和温度及溶液浓度联系起来。接下来Van′t Hoff以Preffer的结论为出发点,建立了完整的稀溶液理论。1911年Donnan研究了荷电体传递中的平衡现象。1920年,Gibbs从热力学角度提供了认识渗透压现象和它与其他热力学性能关系的理论。1925年世界上第一个滤膜公司(Sartorius)在德国Gottingen公司成立。1930年Treorell Meyer,Sievers等对膜电动势的研究,为电渗析和膜电极的发明打下了基础。1950年W.Juda等试制成功第一张具有实用价值的离子交换膜,电渗析过程得到迅速发展。 1.2膜分离技术的发展 60年代末期,加利福尼亚大学的Yuster、Loeb、Sourirajan等对膜材料进行了广泛的筛选工作,结果发现乙酸纤维素也具有特殊的半透性质。为了改进乙酸纤维素的透水性能,他们采用过氯酸镁水溶液为添加剂,经过反复试验,终于在1960年首次制成世界上具有历史意义的高性能非对称的乙酸纤维素反渗透膜,这使得Allied-Singned公司开创了RO工业应用的时代。随后,制膜技术不断机械化、自动化,膜的形式也从平板膜发展到管式膜及中空膜等。1971年Du Pont化学公司也推出三醋酸纤维素中空纤维透过器。微滤、反渗透、超滤、透析及气体分离等膜分离技术都在60~80年代相继得到迅速发展。 1.3发展趋势 近10多年来世界各国对膜分离技术的重视,极大地促进膜技术的发展,90年代Get Gmb H公司推出了渗透蒸发。中科院近来开发的某种新型渗透汽化膜及其工艺过程,将变革MTBE 的生产工艺,产生可观的经济效益。近几年开发的纳滤膜分离技术,其膜的孔径比反渗透膜稍大,截留粒子的直径为几个nm,分子量为200~500,允许通过单价离子,低分子量有机溶剂。我国对纳滤技术的开发和应用也相当广泛。 随着新型膜材料的开发和膜过程的改进,膜分离技术将不仅可以替代某些单元操作,而且可以与许多单元操作相结合,以取得更好的分离效果。例如将膜分离技术与催化反应结合起来形成膜反应器 1 膜分离技术概述 随着纳滤分离技术越来越广泛地应用于食品、医药、生化行业的各种分离、精制和浓缩过程,纳滤膜分离机理的研究也成为当今膜科学领域的研究热点之一。 1.1 微滤 微滤主要是根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。在给定压力下[(50~100) kPa],溶剂、盐类及大分子物质均能透过孔径为(0.1~20)Lm的对称微孔膜,只有直径大于50nm的微细颗粒和超大分子物质被截留,从而使溶液或水得到净化。微滤技术是目前所有膜技术中应用最广、经济价值最大的技术。主要用于悬浮物分离、制药行业的无菌过滤等。在微滤方面今后应着重研究开发廉价膜组件;耐高温抗溶剂的膜及组件;不污染,易清洗的长寿命膜。 1.2 超滤 超滤和微滤一样,也是利用筛分原理以压力差为推动力的膜分离过程。同微滤过程相比超滤的分离技术,可用于传统分离手段较难处理的恒沸物、近沸物系的分离,微量水的脱除及水中微量有机物的去除。渗透蒸发是利用溶液的吸附扩散原理,以膜两侧的蒸汽压差[(0~100)kPa])做为推动力,使一些组分首先选择性地溶解在膜料液的侧表面,再扩散透过膜,最

相关文档