膜相关技术基础知识培训.ppt

膜与膜分离;公司介绍;技术水平;研究团队;荣誉与资质;久吾高科主持起草了国内陶瓷膜全部五项行业标准 现拥有36项已授权技术专利，18项待授权专利。;产品;;膜的定义;膜过程的特点;1748年，Nollet发现水能自发地扩散到装有酒精的猪膀胱内，首次揭示了半透膜和渗透现象； 十九世纪中叶Graham发现了透析现象，人们开始重视对膜的研究； 1864年Traube成功研制了人类历史上第一张人造膜，亚铁氰化铜膜； 1950年W.Juda成功研制了第一张具有实用价值的离子交换膜； 1960年Loeb和Sourirajan研制出高脱盐率和高透水量的非对称醋酸纤维素反渗透膜，使膜分离技术进入了工业化阶段； 1967年以后在美国、丹麦、日本等国出现了多家膜及其组件的生产厂家，逐渐开始了膜分离技术的规模应用。;我国的膜技术是从1958年研究离子交换膜开始的，六十年代是我国膜技术的开创期； 七十年代进入开发阶段，电渗析、反渗透、超滤、微滤等膜材料与组器件相继开发出来； 八十年代是膜技术的推广应用期，并陆续开展了渗透汽化、膜萃取、膜蒸馏和膜反应等新膜过程的研究。 国内主要的膜研究和推广单位： 气体分离：大连化学物理研究所（天邦膜公司） 液体分离：杭州水处理技术中心（西斗门公司），天津工业大学（膜天公司） 无机膜：南京工业大学（久吾高科），中国科技大学 ; 无机膜的研究始于 1940年，到目前经历了三个阶段： 1、气体扩散分离阶段、军工阶段：第一阶段始于二战时期的Manhattan计划，当时采用多孔陶瓷材料进行铀同位素的分离富集。随着离心技术的不断发展，采用无机膜富集铀已不具备技术上的优势，所以其逐渐退出了这一领域的竞争。 2、民用工业的快速发展阶段：自80年代，无机膜进入工业应用领域，相继开发出工业用无机微滤膜和无机超滤膜及其组件，代替高分子膜在其无法使用的苛刻条件下使用。2004年市场将达到100亿美元。 3、膜反应研究的高速发展阶段：进入90年代，由于无机膜优异的性能及材料科学的发展，新的膜材料、新的制膜技术日益得到发展。;;;浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物） 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。;膜剖面图 Cross-section of Membrane;膨体聚四氟乙烯膜微结构;高分子膜组件;陶瓷膜的制备;陶瓷膜构型;膜过滤方式;*;操作方式;操作方式;操作方式;膜组件 泵 管道 阀门 流量计 压力表 电气控制;;微孔扩散模型：Knudsen扩散，气体分子在孔内流动速度差异实现分离； 孔模型：Hagen-Poiseuille定律，多用于描述微滤和超滤过程，通常推动力为跨膜压差； 表面力-孔流动模型：优先吸附毛细管流动模型，膜表面选择性吸附后经孔流动实现分离； 溶解-扩散模型：利用物质在膜材料中的溶解度和扩散系数差异实现分离；;膜外传递过程;膜污染;膜污染的控制;;膜组件;平板式膜组件;平板式膜组件;平板式膜设备;管式膜组件;管式膜组件;管式膜设备;卷式膜组件;卷式膜组件;卷式膜组件;卷式膜设备;中空纤维式膜组件;中空纤维式膜组件;中空纤维式膜组件;中空纤维式膜设备;;通量：在一定操作条件下，单位时间通过单位面积膜的体积流量。单位L/m2.h 选择性：将混合物总的组分分离开来的能力。 1）液体分离的选择性常用截留率表示：R＝1－Cp/Cb 2）气体分离或有机溶剂混合物的分离常用分离因子表示选择性： ?A/B＝(yA/yB)/(xA/xB)，其中y表示渗透侧各组分的浓度，x表示原料侧各组分的浓度。当?A/B等于1，表示无法实现分离目的，大于1表示A组分通过膜的速度大于B组分。;推动力： 1）对多孔膜而言，在对流流动的情况下，传质推动力是膜两侧的压力差。 膜压降：P1-P2，是由于流体流动引起的。 2）对致密膜而言，推动力为膜两侧的化学势之差。;传递阻力（包括哪几个部分）： 1）膜阻Rm：与膜本身的结构有关，包含膜层到支撑层的传递阻力； 2）浓差极化阻力Rc：由于被截留组分在膜面浓度的增大而引起的； 3）推动力的损失：进料侧和渗透侧的压力损失； 4）膜污染阻力：由于物料中的成分对膜产生吸附、堵塞、以及沉积等现象而引起的。;;;超滤与微滤的区别;膜污染;;;;渗透现象和反渗透;;供给水 Feed water;预处理系统;控制水垢沉积：微溶盐因浓缩导致超过其溶度积易生成水垢导致膜污染，一般为碳酸钙、硫酸钙等，常采用加酸或阻垢剂进行控制。 控制金属氧化物：在高pH值下易生成氢氧化铁、氢氧化铝等金属氧化物沉淀，应控制膜分离系统中的pH在合理范围内。 防止硅沉积污染：二氧化