任务1认识膜分离技术武汉软件工程职业05课件.pptxVIP

任务1认识膜分离技术;纳滤（N）;渗透汽化是唯一有相变的膜分离过程。膜的一侧为液相，在两侧分压差的推动下，渗透物的蒸汽从另一侧导出。渗透汽化过程分两步：一是原料液的蒸发；二是蒸发生成的气相渗透通过膜。渗透汽化膜技术主要用于有机物－水、有机物－有机物分离，是最有希望取代某些高能耗的精馏技术的膜分离过程。;膜分离过程的分离范围;2;;3;3;;根据膜的性质、来源、相态、材料、用途、形状、分离机理、结构、制备方法等分类;膜材料;⑴按膜孔径的大小分为;⑵按膜的结构分为;对称膜两侧截面的结构及形态相同，且孔径与孔径分布基本一致的膜。对称膜可以是疏松的微孔膜或致密的均相膜，膜的厚度大致在10～200μm范围内，现在工业中很少用。;非对称膜由致密的表皮层及疏松的多孔支撑层组成。膜上下两侧截面的结构及形态不相同，致密层厚度约为0.1～0.5μm，支撑层厚度约为50～150μm。在膜分离过程中，渗透通量一般与膜厚度成反比，因非对称膜的表皮层比致密膜的厚度(10～200μm)薄得多，故其渗透通量比致密膜大。;复合膜也是一种具有表皮层的非对称膜，其表皮层材料与支撑层的对称或非对称膜材料不同，皮层可以多层叠合，超薄的致密皮层可用化学或物理等方法在非对称膜的支撑层上直接复合制得。;膜分离对膜材料的要求是：具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性，耐酸、碱、微生物侵蚀和耐氧化性能。反渗透、超滤、微滤用膜最好为亲水性，以得到高水通量和抗污染能力。气体分离，尤其是渗透蒸发，要求膜材料对透过组分优先吸附溶解和优先扩散。电渗析用膜则特别强调膜的耐酸、碱性和热稳定性。目前的膜材料大多是从高分子材料和无机材料中筛选得到的，通用性强，专用性强。;膜分离装置的组成;膜分离装置的构成;⑴板框式膜器件;②特点

※组装比较简单，可以简单地增加膜的层数以提高处理量

※操作比较方便。

※板框式膜组件组装零件太多；装填密度低；膜的机械强度要求较高。;⑵板框式反渗透膜组件;①结构单元

承压板、多孔支撑板、滤膜组成滤板

②结构形式

多层滤板堆叠，经密封后，由季紧螺栓固定。;;板框??

超滤膜

组件;⑶圆管式膜器件;③类型与结构

管式膜组件分为内压型和外压型两种。

内压型有单管式和管束式两种。;圆管式膜分离器;4;4;⑷螺旋卷式膜器件;4;密封;4;②特点:

①结构紧凑，装填密度高；

②制作简单，安装、操作方便；

③适合低流速、低压下操作；

④制作工艺复杂，膜清洗困难。;③工作过程

原料从端部进入组件后，在隔网中的流道沿平行于中心管方向流动，而透过物进入膜袋后旋转着沿螺旋方向流动，最后汇集在中心收集管中再排出，浓液则从组件另一端排出。;耐压容器;4;4;⑸中空纤维式膜器件;4;③工作过程

内压式：料液从空心纤维管内流过，透过液经纤维

管膜流出管外，这是常用的操作方式。

外压式：料液从一端经分布管在纤维管外流动，透过液则从纤维膜管内流出。;4;4;⑹电渗析器;离子交换膜的选择透过性主要是由于膜上孔隙和膜上离子基团的作用。

膜上孔隙容许离子进出和通过；膜上离子基团容许电性相反的离子通过。;4;①电渗析原理和特点

#耗电能与盐溶液的浓度成正比，不适合与浓溶液

#不能除去不带电荷的杂质;②电渗析器的结构

膜堆膜堆是由相当数量的膜对组装而成的。

膜对：是由一张阳离子交换膜，一张隔板甲（或乙）；一张阴膜，一张隔板乙（或甲）组成。

极区包括电极、极框和导水板。

压紧装置是用来压紧电渗析器，使膜堆、电极等部件形成一个整体，不致漏水。;图11-10紧固型离子交换膜电渗析器

1－阳极室；2－料液板框；3－缔结框架；

4－离子交换膜与垫圈；5－阴极室；6－油压机;②电渗析器的结构

组装方式：电渗析器的组装是用“级”和“段”来表示，一对电极之间的膜堆称为“一级”。水流同向的每一个膜堆称为“一段”。增加段数就等于增加脱盐流程，也就是提高脱盐效率，增加膜对数，可提高水处理量。一般有以下几种组装形式：一级一段；一级多段；多级一段；多级多段。;③电渗析工艺流程-循环操作流程;③电渗析工艺流程-三级连续操作;④应用

?水的纯化制药生产工艺用水；

?盐溶液浓缩；

?脱除有机物和有机物脱酸；

?废水处理等。;⑺超滤与微滤;②微滤过程(微孔过滤)

膜:微孔，均质的多孔膜，孔径0.02~10μm微孔，能截留直径为0.05~10μm的微粒或分子量大于106的高分子

原理:原料液在压差作用下，小分子物质与小分子量物质透过膜上微孔，流到低压侧，悬浮微粒和分子胶体被截留。

机理:筛分。;③浓差极化

概念膜传质过程中，靠近膜表面的边界层处会存在浓度梯度或分压差，对于给定的主体流体浓度，边界