化工單元操作ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 12:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 備膜的材料主要分為有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)材料兩大類(lèi)。 1．有機(jī)膜材料 目前在工業(yè)中應(yīng)用的有機(jī)膜材料主要有醋酸纖維素類(lèi)、聚砜類(lèi)、聚酰胺類(lèi)和聚丙烯腈等。 2．無(wú)機(jī)膜材料 無(wú)機(jī)膜的制備多以金屬、金屬氧化物、陶瓷和多孔玻璃為材料。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 二、膜組件 將膜按一定的技術(shù)要求組裝在一起即成為膜組件，它是所有膜分離裝置的核心部件，其基本要素包括膜、膜的支撐體或連接物、流體通道、密封件、殼體及外接口等。將膜組件與泵、過(guò)濾器、閥、儀表及管路等按一定的技術(shù)要求裝配在一起，即成為膜分離裝置。常見(jiàn)的膜組件有板框式、卷繞式、管式和中空纖維膜組件等。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 三、各種膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介 （一）反滲透 1．反滲透原理 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 反滲透過(guò)程就是在壓力的推動(dòng)下，借助于半透膜的截留作用，將溶液中的溶劑與溶質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。顯然，反滲透過(guò)程也屬于壓力推動(dòng)過(guò)程。 我國(guó)工業(yè)上用的反滲透膜多為致密膜、非對(duì)稱(chēng)膜和復(fù)合膜，常用醋酸纖維、聚酰胺等材料制成。 2．影響反滲透的因素 ——濃差極化 由于膜的選擇透過(guò)性因素，在反滲透過(guò)程中，溶劑從高壓側(cè)透過(guò)膜到低壓側(cè)，大部分溶質(zhì)被截留，溶質(zhì)在膜表面附近積累，造成由膜表面到溶液主體之間的具有濃度梯度的邊界層，它將引起溶質(zhì)從膜表面通過(guò)邊界層向溶液主體擴(kuò)散，這種現(xiàn)象稱(chēng)為濃差極化。 ?濃差極化對(duì)反滲透過(guò)程的不良影響 ?減輕濃差極化的有效途徑是提高傳質(zhì)系數(shù) A，采取的措施有：提高料液流速、增強(qiáng)料液湍動(dòng)程度、提高操作溫度、對(duì)膜面進(jìn)行定期清洗和采用性能好的膜材料等。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 3．反滲透流程 反滲透裝置的基本單元是反滲透膜組件，將反滲透膜組件與泵、過(guò)攄器、閥、儀表及管路等按一定的技術(shù)要求組裝在一起即成為反滲透裝置。 根據(jù)處理對(duì)象和生產(chǎn)規(guī)模的不同，反滲透裝置主要有連續(xù)式、部分循環(huán)式和全循環(huán)式三種流程。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 1）一級(jí)一段連續(xù)式 1料液貯槽； 2泵； 3膜組件 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 2）一級(jí)多段連續(xù)式 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 3）一級(jí)一段循環(huán)式 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 3． 反滲透在工業(yè)中的應(yīng)用 反滲透技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用主要在海水和苦咸水的淡化，此外還應(yīng)用于純水制備，生活用水、含油污水、電鍍污水處理以及乳品、果汁的濃縮、生化和生物制劑的分離和濃縮等。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （二） 電滲析 1．電滲析原理 電滲析是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理溶液中的離子或帶電粒子的膜分離技術(shù)，其原理是在外加直流電場(chǎng)的作用下，以電位差為推動(dòng)力，使溶液中的離子作定向遷移，并利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，使帶電離子從水溶液中分離出來(lái)。 電滲析所用的離子交換膜可分為陽(yáng)離子交換膜 (簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)膜 )和陰離子交換膜 (簡(jiǎn)稱(chēng)陰膜 )，其中陽(yáng)膜只允許水中的陽(yáng)離子通過(guò)而阻擋陰離子，陰膜只允許水中的陰離子通過(guò)而阻擋陽(yáng)離子。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 電滲析原理 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 2． 電滲析操作 （ 1） 在電滲析過(guò)程中 ， 不僅存在反離子 (與膜的電荷符號(hào)相反的離子 )的遷移過(guò)程 ， 而且還伴隨著同名離子遷移 、 水的滲透和分解等次要過(guò)程 ， 這些次要過(guò)程對(duì)反離子遷移也有一定的影響 。 ① 同名離子遷移 ② 水的滲透 ③ 水的分解 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 2）在實(shí)際操作中，可采取以下措施來(lái)減少濃差極化等因素對(duì)電滲析過(guò)程的影響。 ?①盡可能提高液體流速，以強(qiáng)化溶液主體與膜表面之間的傳質(zhì)，這是減少濃差極化效應(yīng)的重要措施。 ?②膜的尺寸不宜過(guò)大，以使溶液在整個(gè)膜表面上能夠均勻流動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，膜的尺寸越大，就越難達(dá)到均勻的流動(dòng)。 ?③采取較小的膜間距，以減小電阻。 ?④采用清洗沉淀或互換電極等措施，以消除離子交換膜上的沉淀。 ?⑤適當(dāng)提高操作溫度，以提高擴(kuò)散系數(shù)。 ?⑥嚴(yán)格控制操作電流，使其低于極限電流密度。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 3． 電滲析的流程 （ 1） 電滲析器的構(gòu)成： 膜堆、極區(qū)和夾緊裝置 （ 2）電滲析器的組裝方式 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 4． 電滲析在工業(yè)中的應(yīng)用 電滲析技術(shù)目前已是一種相當(dāng)成熟的膜分離技術(shù)，主要用途用是苦咸水淡化、生產(chǎn)飲用水、濃縮海水制鹽、從體系中脫除電解質(zhì)， 還可用于 重金屬污水處理，食品工業(yè)牛乳的脫鹽、果汁的去酸及食品添加劑的制備以及 制取維生素C等 。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （三）超濾 1． 超濾原理 超濾過(guò)程的推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓力差。當(dāng)液體在壓力差的推動(dòng)力下流過(guò)膜表面時(shí)，溶液叫直徑比膜孔小的分子將透過(guò)膜進(jìn)入低壓側(cè)，而直徑比座孔大的分子則被截留下來(lái)，透過(guò)膜的液體稱(chēng)為透過(guò)液，剩余的液體稱(chēng)為濃縮液。 第六章 其它單元操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ?在超濾過(guò)程中 ， 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)膜的溶液體積稱(chēng)為膜通量 。 由于膜不僅本身具有阻力 ， 而且在超濾過(guò)程中還會(huì)因濃度極化 、 形成凝膠層 、 受到污染等原因而產(chǎn)生新的阻力 。 因此 ， 隨著超濾過(guò)程的進(jìn)行 ， 膜通量將逐漸下降 。 ? 超濾膜的孔徑為 (1～ 5) 10－ 8m， 膜表面有效截留層的厚度較小 ， 一般僅為 (1～ 100) 10－ 7m，
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