化工分离过程第5章膜分离.ppt

分离工程
第五章膜分离技术
膜与膜工程技术的工业应用
膜制备技术
膜分离过程
膜与膜分离技术的分类
前言
与传统反应和分离技术的结合
目录
展望
分离工程
如精馏、吸收、萃取等,借助于热能、溶剂和吸附剂等媒介,使均相混合物变成两相,原料中各组分在两相间选择性分配;对分离过程进行工艺计算时,可以简化为一个个的平衡理论级来考虑,分离效果由相平衡关系决定。
常规分离过程——平衡分离过程
膜分离过程——速率分离过程
而膜分离过程(主要是固膜分离)是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种推动力,利用原料侧各组分透过膜的扩散速率的差异,从而达到混合物分离的过程;分离效果的好坏,由各组分通过膜的速率快慢来决定。
所有分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性质的差异进行分离。
前言
分离工程
推动力:  P, C或
膜分离过程
分离工程
被动传递
通过膜相际的组分均以化学势梯度为推动力,可以是膜两侧的压力差、浓度差、温度差或电势差。
促进传递
通过膜的组分仍以化学势梯度为推动力,各组分由特定的载体带入膜中。促进传递是一种高选择性的被动传递
主动传递
与前二者不同,各组分可以逆化学势梯度而传递,其推动力由膜内某种化学反应提供,这类现象主要存在于生命膜
通过膜相际有3种基本的传质形式:
分离工程
不同的膜分离过程中所用的膜具有一定结构、材质和选择特性;被膜隔开的两相可以是液态,也可以是气态;推动力可以是压力梯度、浓度梯度、电位梯度或温度梯度,所以不同的膜分离过程的分离体系和适用范围也不同。
本章主要简述反渗透、纳滤、超滤、微滤、透析、电渗析、载体促进传递、渗透汽化、膜精馏、膜萃取和气体分离等膜分离过程。
分离工程
膜分离技术的发展历史
膜分离过程
国家
年份
应用
微滤
德国
1920
实验室规模
超滤
德国
1930
实验室规模
血液渗析
荷兰
1950
人工肾(实验室规模)
电渗析
美国
1955
脱盐(工业规模)
反渗透
美国
1960
海水淡化(工业规模)
超滤
美国
1960
大分子浓缩(工业规模)
气体分离
美国
1979
氢气回收(工业规模)
膜蒸馏
德国
1981
水溶液浓缩(工业规模)
渗透汽化
德国/荷兰
1982
有机溶剂脱水(工业规模)
分离工程
美国膜与膜组件的实际销售额与预测额
单位:百万美元
2000年,$;世界范围内100亿US$, %左右。
分离工程
膜分离过程及其应用领域
分离工程
几种典型溶质分子大小和对应的膜
分离工程