滲透蒸發(fā)過程ppt課件-文庫吧資料
2025-05-18 12:25本頁面
【正文】 工業(yè)化只是時間的問題。 這二項工業(yè)化的應(yīng)用都是集中于從水中分離有機溶劑，這樣的分離相對容易些，因為水同有機物的極性相差甚遠，顯示出極為不同的膜滲透性，還因為這兩個過程中的滲透蒸發(fā)膜壽命相對較長，進料膜的腐蝕較小。首先，也是最重要的應(yīng)用是從較高濃度中的乙醇溶液脫水，德國的 GFT公司在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。 圖 84 GFT板框式膜組件（ I） 1— 膜框； 2— 膜； 3— 支撐板； 6— 墊圈；7— 料液主流道； 8— 進框流道； 9— 進框孔； 10— 出框孔 圖 85 GFT板框式膜組件（ II） 1— 膜框； 2— 膜； 6— 墊圈； 7— 料液主流道； 9— 進框孔； 10— 出框孔 滲透蒸發(fā)過程的發(fā)展 滲透蒸發(fā)的起源可以追溯到十九世紀(jì)，但是其正的研究都是 Binning、 Lee和他們的同事在本世紀(jì)五十年代進行的，用于分離有機混合物，一直到八十年代制膜技術(shù)取得了重大進展，滲透蒸發(fā)過程的工業(yè)化才有了新的契機，圖 86為 19591988年期間CA中收錄的滲透蒸發(fā)的文獻量。這種組件的特點是壓降小、堆積密度高和構(gòu)造簡單。 表 82 世界上主要滲透蒸發(fā)供應(yīng)商 公 司 應(yīng) 用 膜 /膜組件 GFT（德國） 溶劑脫水 交聯(lián) PVC復(fù)合膜 /板框式 Lurgi（德國） 溶劑脫水 GFT的 PVC復(fù)合膜 /板框式 Membrane Technology＆Reaearch(MTR)（美國） 溶劑回收 復(fù)合膜 /卷式 British Petroleum(Kalsep)（英國） 溶劑脫水 復(fù)合膜 /管式，板框式 Air Products(Separex)（美國） 有機物 有機物分離 醋酸纖維素膜 /卷式 Texaco（美國） 溶劑脫水，有機物分離 復(fù)合膜 /板框式 三井工程與造船（日本） 有機物脫水 聚乙烯醇復(fù)合膜 GFT膜 /板框式 德山曹達（日本） 異丙醇脫水 殼聚糖膜 /中空纖維 Zenon（加拿大） Hoechst Celanese MeOH/MTBE分離 . /板框式 下面簡單介紹滲透蒸發(fā)膜工業(yè)化的先驅(qū)－ GFT公司的板框式膜組件。 MTR（ Membrane Technology and Research） 和 Air Products已在滲透蒸發(fā)過程中使用了螺旋卷式膜分離器， British Petroleum正在開發(fā)管式膜分離器?，F(xiàn)在生產(chǎn)的最大的板框式膜分離器內(nèi)有 2的膜。從圖中可以看到無論哪一種膜的選擇性都優(yōu)于汽 — 液平衡。 如前所述，滲透蒸發(fā)膜既可以是優(yōu)先選擇透過易揮發(fā)組分，也可以優(yōu)先選擇透過難揮發(fā)組分，而且選擇性隨原料液濃度變化而變化。 滲透蒸發(fā)的膜形態(tài)也有平板式或中空纖維式等復(fù)合膜及非對稱膜之分。 此外，目前還有輻照接枝膜，高分子改性膜等用于滲透蒸發(fā)研究中。 離子交換膜 離子交換膜的制備技術(shù)在國內(nèi)外都很普及，近幾年已應(yīng)用于滲透蒸發(fā)研究，其優(yōu)點是通量較大。一般情況下，這樣形成的復(fù)合膜，最后尚需熱處理，以使膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且兼有消除表面針孔的作用。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(jīng)干燥或交聯(lián)等形成復(fù)合膜；b、將單體直接覆蓋在多孔支撐體表面就地聚合 。 非對稱膜應(yīng)滿足的條件是： (1) 具有非對稱結(jié)構(gòu)； (2) 平均孔徑為 ～ ； (3) 耐熱性能好； (4) 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。這類膜的生產(chǎn)技術(shù)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。 非對稱膜 非對稱膜由同種材料的活性皮層（厚度約為 ～ 1μm）及多孔支撐層構(gòu)成。成膜方法多采用自然蒸發(fā)凝膠法。 根據(jù)滲透蒸發(fā)膜材質(zhì)的分類，一般可分為兩大系列：無機膜和有機高分子膜。 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(shù)尚難與常規(guī)分離技術(shù)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(shù)則十分合適。而且，在操作過程中將形成溶脹活性層及所謂的 “ 干區(qū) ” ，膜可自動轉(zhuǎn)化為非對稱膜。因此特別適用于近沸或恒沸物的分離。h左右。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(chǎn)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 滲透蒸發(fā)過程的特點 （ 1）分離系數(shù)大，選擇合適的膜，單級就能達到很高的分離度，這是它的最大特點。 （ 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(jīng)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(chǎn)品。 （ d） 可凝性載汽吹掃滲透蒸發(fā)：即將載氣吹掃滲透蒸發(fā)過程中的載氣換成可凝性蒸汽，流程如圖 82（ d），最常用水蒸汽。這種流程同熱滲透蒸發(fā)相比較不經(jīng)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。 （ b） 熱滲透蒸發(fā)：亦稱 thermopervaporation，滲透側(cè)的蒸汽被冷凝以保持該側(cè)的低壓，原料一般進入膜組件前被加熱，由于冷凝和加熱所需的費用較真空泵低，且操作穩(wěn)定，一般工業(yè)化生產(chǎn)多采用該流程。 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(cè)組分的分壓差，這一壓差可以用幾種形式產(chǎn)生，因此滲透蒸發(fā)相應(yīng)地有幾種較典型的流程，如圖 82。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1