新型分离技术 膜分离技术8.1.ppt

化工基础-新型分离技术
本章教学基本要求
了解膜分离过程种类及其基本特点,了解膜组件的型式、构成及膜分离工艺的主要应用领域;
了解超临界流体的基本性质、超临界流体萃取分离方法及典型流程。
膜分离是一项新兴的高效分离技术,是基于物质透过固态膜或液态膜速率不同,而将多组分混合物或溶液中各组分加以分离、分级、纯化或富集的过程。
膜分离技术的发展-定义
1748年科学家就发现水能自然的扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,这一发现开创了膜渗透的研究。
1854年Graham发现了渗析现象。
1964年Traube成功地制成了历史上第一片人造膜-亚铁***化铜膜。
20世纪40年代,利用渗析原理研制出人工肾。
20世纪50年代初,离子膜研制成功,电渗析技术成功地应用于工业生产中。
20世纪60年代Loeb研制成醋酸纤维素非对称性膜,这在膜分离技术的发展中是一个重要的突破,使反渗透进入了实用阶段。
20世纪70年代超滤和液膜;
20世纪80年代气体分离;
20世纪90年代渗透汽化。
此外以膜为基础的其它新型分离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程(Integrated Membrane Process)也日益得到重视和发展。
膜分离技术的发展-发展史
操作温度低,能耗低,分离效率高,分离过程中不伴随相变,无二次污染。特别适合于热敏性物质、稀溶液、难分离物质的分离。
膜分离技术是一种新技术,与其它新技术一样,产品更新快,技术含量高,研制比重大,而且品种较多,生产规模小。
膜分离技术的发展-特点
膜及膜分离技术的定义和分类-膜的定义
在一种流体相内或两种流体相之间,用一个较为致密的薄层(<)凝聚相物质把流体相分为两部分,这一薄层物质就是膜。膜本身可以是均一的一相,或是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体。膜既可以是固态的,也可以是液态的;可以是完全透过性的,也可以是半透过性的。不论膜有多薄,都必须起到隔离作用,以阻止膜两侧的流体相直接接触。
膜及膜分离技术的定义和分类-膜的分类
按制造膜的材料分类
高分子材料、金属、陶瓷
改性天然物
乙酸纤维素、***-丁酸纤维素、再生纤维素、***纤维素
合成产物
聚***、聚苯并咪唑、聚砜、乙烯基聚合物、聚脲、聚呋喃、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯
特殊材料
聚电解络合物、多孔玻璃、氧化石墨、ZrO2-聚丙烯酸、ZrO2-碳、油类
表 8-1 膜的制造材料
膜及膜分离技术的定义和分类-膜的分类
按膜的孔径大小分类
表 8-2 膜孔径分类
膜
微滤膜
超滤膜
反渗透膜
纳米过滤膜
孔径
-14μm
-
-
平均直径2nm
膜及膜分离技术的定义和分类-膜的分类
按膜的结构和制造方法分类
对称膜
结构的方向性并不重要的膜
非对称膜
分离层必须朝向待浓缩的原溶液。
铝膜
纳米管膜
聚酰***转相膜