化工分離工程之其它分離技術(shù)簡介(已修改)
2025-01-06 08:17 本頁面
【正文】 第七章第七章 其它分離技術(shù)簡介其它分離技術(shù)簡介教師：馬杰教師：馬杰第七章第七章 其它分離技術(shù)簡介其它分離技術(shù)簡介第一節(jié)第一節(jié) 膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)第二節(jié)第二節(jié) 吸附分離吸附分離第三節(jié)第三節(jié) 反應(yīng)精餾反應(yīng)精餾 ? 膜的作用： 選擇滲透? 適用： —— 可常溫操作 —— 可用于大分子、無機鹽、蛋白質(zhì)溶液等 第一節(jié) 膜分離技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 膜分離技術(shù)膜分離技術(shù) 分離用膜和膜分離設(shè)備分離用膜和膜分離設(shè)備 反滲透反滲透 超濾與微濾超濾與微濾 電滲析電滲析 其它膜分離其它膜分離返回返回一、膜種類 天然膜 生物膜 天然物質(zhì)改性膜 人工膜 無機膜 金屬膜 非金屬膜 有機膜 均質(zhì)膜 微孔膜 非對稱性膜 復(fù)合膜 離子交換膜二、設(shè)備：板框式 卷式 管式 分離用膜和膜分離設(shè)備? 膜性能： a. 透過通量 單位時間通過單位膜面積的物理量。 b. 分離效率 用截留率表示 ： （ R） 截留率； 表示膜對溶質(zhì)的截留能力，可用小數(shù)或百分數(shù)表示。 c. 分離系數(shù)： （ ）ad. 通量率減系數(shù) 膜滲透通量隨時間減少2. 物化穩(wěn)定性 強度、耐溫、耐壓性等二、分離設(shè)備（ 1）板框式膜具↑↑（ 2）卷式膜具 由四層組成膜鹽水中心管多孔支撐材料進料液隔網(wǎng)淡化水流（ 3）管式膜具纖維束管中心分布管透過液濃縮液料液返回返回 反滲透 透過：溶劑 截留：水中無機離子、膠體物質(zhì)、大分子溶液應(yīng)用： 海水、苦咸水淡化； 廢水處理； 鍋爐用水軟化； 乳品、果汁濃縮； 生產(chǎn)產(chǎn)品、生物制劑的分離、濃縮。 P1 P2C. P2﹣ P1∏ P1 P2b. P1P2且： P2﹣ P1=∏一、基本原理鹽水溶液：膜純水 P1溶液 P2a. P1=P2討論： 鹽水溶液為水的滲透壓。）。；水達到動態(tài)平衡（圖時開始升高，若由于水的滲透，（（pmmpbPPPPTPT0),),12212.2==溶液中水反滲透，使溶液增濃。對于實際反滲透過程： 溶劑滲透時，少量溶質(zhì)也滲透，兩邊都有溶質(zhì)，溶質(zhì)與水之間各有滲透壓，對于正常操作：二、過程機理與傳質(zhì)方程（不成熟） 1）是否篩分機理 反滲透采用膜孔徑： 2nm 不通過離子： 無機離子直徑： — 水合離子直徑： — 小于孔徑所以：不存在篩分機理ⅰ ）水優(yōu)先吸附膜表面，形成純水層厚度t=1nmⅱ ）無機離子受排斥，不能進入純水層，價數(shù)越高，斥力越強。ⅲ ）當膜孔徑 ≤2t時，透過的是純水，孔徑增大，溶質(zhì)開始透過，越大，透過溶質(zhì)越多。 ∴ 孔徑為 2t時稱臨界孔徑。2）選擇吸附 —— 毛細孔流動模型多孔膜 多孔膜界面上的脫鹽水通過膜的水滲透通量：這種現(xiàn)象為濃差極化xA1XMAiXAiXMA2XA2溶質(zhì)在膜表面附近積累傳質(zhì)方向濃差極化對過程的不利影響：1）使2）使截留率下降3） XAi高于溶解度時，會出現(xiàn)沉淀，使膜阻力增加。減輕濃差極化的有效途徑： 提高傳質(zhì)系數(shù)方法： 增加料液流速；增加湍流速度；提高溫度；清洗膜面。反滲透過程通量與下列因數(shù)有關(guān)：（ 1）操作壓差 ： △ P △ P ↑ ,使 JW=A（ △ P — △ )↑ 但有能耗大。 ∴ 選擇適當?shù)? △ P (2)操作溫度 :T T ↑,使純水的透過系數(shù) A ↑,J ↑ 但受膜耐溫所限。 (3)料液流速 流速大 ,傳質(zhì)系數(shù)大。 但溶質(zhì)的滲透通量 JA大。 p（ 4）料液的濃縮程度 濃縮程度高，水回收率高。 但： ① 有效壓差?。? ② 污染膜。（ 5）膜材料與結(jié)構(gòu) （主要研究方向）四、反滲透過程工藝流程與計算1. 一級一段連續(xù)式產(chǎn)水原水膜組件儲槽2閉路循環(huán)產(chǎn)水原水膜組件儲槽 料液不返回到原料槽，而是返回到膜組件特點： 目標產(chǎn)物濃度的增加比開路循環(huán)快，透過通量小于開路循環(huán)。五、應(yīng)用舉例1
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