《滲透蒸發(fā)過程》ppt課件-全文預覽
【正文】 離子交換膜的制備技術在國內外都很普及，近幾年已應用于滲透蒸發(fā)研究，其優(yōu)點是通量較大。其中超薄活性皮層的形成主要有兩種方法：a、用已合成的聚合物稀溶液作超薄層料，采取浸漬或噴涂的方法使膜液粘附于支撐膜上，再經干燥或交聯(lián)等形成復合膜；b、將單體直接覆蓋在多孔支撐體表面就地聚合 。這類膜的生產技術業(yè)已成熟，只是目前尚未制得分離性能特別好的滲透蒸發(fā)用膜。成膜方法多采用自然蒸發(fā)凝膠法。 基于上述滲透蒸發(fā)過程的特點，在一般情況下，滲透蒸發(fā)技術尚難與常規(guī)分離技術相匹敵，但由于它所特有的高選擇性，在某些特定的場合，例如在混合液中分離少量難于分離的組分和在常規(guī)分離手段無法解決或雖能解決但能耗太大的情況下，采用該技術則十分合適。因此特別適用于近沸或恒沸物的分離。對于回收含量少的溶劑也不失為一種好的方法； （ 2）能耗低； （ 3）過程簡單，附加的處理少，操作方便； （ 4）過程不引入其它試劑，產品和環(huán)境不會受到污染； （ 5） 便于放大及與其它過程耦合和集成； （ 6） 滲透通量小，與反滲透等過程相比， 滲透蒸發(fā)的通量要小得多， 一般在 2022g/m2 （ f） 多級冷凝滲透蒸發(fā)：如圖 82（ f）所示，有兩個冷凝器串聯(lián)，這樣滲透物經過一次滲透蒸發(fā)得到富積后，又在部分冷凝分離中得到進一步純化，可得到更高純度的產品。這種流程同熱滲透蒸發(fā)相比較不經濟，因為不僅同樣需要冷卻水、冷凝器，而且還需要載氣，所以成本較高。 滲透蒸發(fā)幾種典型的流程 滲透蒸發(fā)過程的推動力是膜兩側組分的分壓差，這一壓差可以用幾種形式產生，因此滲透蒸發(fā)相應地有幾種較典型的流程，如圖 82。 其它滲透蒸發(fā)模型 為了清晰地闡釋滲透蒸發(fā)過程中的“ 溶脹耦合 ” 效應和相變的發(fā)生， Shieh和 Huang等提出了虛擬相變溶解擴散模型。如下式表示（以水為例）： 溶解速度 )(wweww cckI ?? （ 1） 擴散速度 ?/ cDJ ? （ 2） wI= wJ （ 3） 從式（ 1） ~（ 3）可得到 )/(1 wwwew kDcc??? （ 4） wwweww DkckJ/1 ??? （ 5） aaaea kDcc?/1 ?? （ 6） aaaeaa DkckJ/1 ??? （ 7） 于是，分離因子為 aeaaaawewxDkckxDkck)/1()/1(??? ??? （ 8） 從式 (5)、式 (7)和式 (8)可看出，滲透蒸發(fā)的通量與膜厚不成反比關系，分離因子也不是一個常數，這都因溶解未達到平衡而造成，不平衡的程度由 D／ (δk)決定，對某一種膜材料和某一種溶液，不平衡的程度主要由膜厚決定，膜越薄，不平衡的程度就越大。 4. 分析（ /// ii pp ? ）一項，若 i組分優(yōu)先透過， //// ji pp ? 。 由于滲透側是氣體，可以用蒸汽壓 P代替濃度 C，則 βpervap可以表示為： 根據滲透蒸發(fā)過程的機理膜型、則有： m e me v a pp e r v a p ??? ?? （ 83） 式中 evap?， mem?分別為混合物在蒸發(fā)過程中 ?????jijie v a pccpp//? 和透過膜的過程中的分離系數，定義為： （ 84） ?????jijim e mccpp//? （ 85） 第四章中定義了膜的本征分離系數 α， α只與高聚物膜和分離物系有關： ?????????????????iijjjijjiijjiijipppppppQpQpAQpAQJJa （ 86） 將（ 86）式代入（ 85）式，有： ???????????ijjjiim e mppppppa? （ 87） 將（ 87）式代入（ 83）式，則 ????????????ijjjiie v a pp e r v a pppppppa?? （ 88） 式（ 88）對討論各種因素對滲透蒸發(fā)過程的分離貢獻，作用很大，從該式我們可以得到如下主要結論： 1. 蒸發(fā)、膜及操作條件都會影響到滲透蒸發(fā)過程的最終分離效果。 ? 溶解擴散模型 ? 非平衡溶解擴散模型 ? 其它滲透蒸發(fā)模型 溶解擴散模型 該模型是將整個過程分成兩步完成，第一步，進料液體在膜的進料側蒸發(fā)形成飽和蒸汽；第二步，飽和蒸汽透過膜到達膜的滲透側，第二步的完成
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