版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、,10.2 膜分离 10.2.1 膜的定义和分类 定义:膜是分离两相的中间相。有分离作用的膜称之为分离膜,通常亦简称为膜。,膜分离过程:分离膜以特定的方式限制两相间的物质传递,使不同的物质以不同的速率透过膜,实现物质的分离。,物质透过膜的主要三种方式:,被动传递,促进传递,主动传递, 被动传递: 物质由高化学位相向低化学位相传递, 这一化学位的差就是膜分离过程的推动力。,压力差 浓度差 电位差 温度差,推动力, 促进传递:膜内有载体,在高化学位一侧,载体同被传递的物质发生反应,而在低化学位一侧又将被传递的物质释放,这种传递过程有很高的选择性。, 主动传递:膜中的载体同被传递物质在低化学位侧发生
2、反应并释放能量,使被传递物质由低化学位一侧被传递到高化学位一侧,物质的传递方向为逆化学位梯度方向。,膜的分离性质,选择性:不同物质在两相中的浓度变化比,透过性:单位推动力下,物质在单位时间内,膜的分类:,透过单位面积膜的量,10.2.2 膜分离过程 在一定传质推动力下,利用膜对不同物质的透过性差异, 对混合物进行分离的过程。,机理模型:,不可逆热力学模型,传递机理模型,膜分离过程:气体膜分离、渗透蒸发、渗析、电渗析、反渗透、 纳滤、超滤、微滤、膜萃取、膜吸收、膜精馏、促进传递、液膜、 气膜等过程。 其中:渗析、电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤技术已很成熟, 应用也广泛。,10.2.3 膜的形态
3、结构,(1) 膜的形态结构:主要研究膜的断面与表面。, 均相膜和异相膜 均相膜:均匀地呈单相存在; 异相膜:不是呈单相存在。, 致密膜和多孔膜 致密膜:结构最紧密的膜; 多孔膜:结构较疏松的膜。, 对称膜和非对称膜 对称膜:膜的厚度方向结构均一、同性; 非对称膜:同种材料,沿膜的厚度方向上呈不同结构。,(2) 膜的孔,膜孔的结构,具有多样性,不同的膜具有不同的孔结构,同一张膜 也会具有不同的孔结构。, 复合膜:在对称或非对称的底膜上,复合上一层很薄的、致密的、有特殊功能的另一种材料的膜层。, 膜的孔径、孔径分布、孔密度和空隙率 膜的孔径: 膜内孔的直径, 有最大孔径和平均孔径之分; 孔径分布:
4、 某一孔径的孔体积占整个孔体积的百分数; 孔密度: 单位膜面积上孔的数目; 空隙率: 所有孔体积占整个膜体积的百分数。, 膜的厚度 整个膜厚、膜的某个层次厚度之分。 均质膜 一般较厚,透量较小; 复合膜 可使致密层厚度极薄。,10.2.4 反渗透与纳滤,(1) 反渗透的基本原理,溶解-扩散理论: 溶剂和溶质被吸附溶解于膜表面; 溶剂和溶质在膜中扩散传递,最终透过膜。,(2)浓度极化,改变操作条件控制浓度极化: 增加原料液的流速; 适当提高操作温度,(3)膜的污染 操作一定时间后,膜表面被不溶的沉积物所覆盖,使膜的 性能下降。 主要原因:原料液处理不当所造成的。如:悬浮颗粒;膜表面结垢;细菌污染
5、;金属氧化物、有机物、淤泥等。,(4)纳滤 纳滤过程与反渗透过程极为相近,纳滤膜能够拦截纳米数量级的分子。与反渗透相比,纳滤水透量大、操作压力低、成本低纳滤可以用于脱除水溶液中的杂质和有机物,如印染水的脱色、饮用水的预处理等。,10.2.5 超过滤与微孔过滤,以压力为推动力的膜分离过程。 超滤:截留大分子溶质,而允许低分子溶质和溶剂通过,从而 将大分子与小分子分开。,超滤和微滤的截留机理主要是物质在膜表面及微孔内的吸附、在孔内的停留(阻塞)、膜表面的机械截留(筛分)、架桥截留和膜内部网络截留。,10.2.6 渗析和电渗析,(1)渗析的基本原理 膜两侧溶液中的溶质或溶剂在浓度差的推动下透过膜。,
6、典型过程:血液透析,(2)电渗析的基本原理,溶液中的离子在电位差的推动下,通过荷电膜而同其他不带电 的组分分开。 电渗析过程的基本原理: 阳膜:带负电的阳离子传递膜 阴膜:带正电的阴离子传递膜,电渗析广泛地应用于苦盐水脱盐,是世界上某些地区生产淡水的主要方法。,电渗吸过程原理,10.2.7 气体膜分离过程 (1)气体膜分离的机理 气体混合物在膜两侧分压差的作用下,各组分气体以不同渗透速率透过膜,使混合气体得以分离或浓缩的过程。 描述气体通过高分子膜的主要参数: 渗透率P:描述膜的气体透过性; 渗透系数J:单位时间、单位膜面积、单位推动力作用下所 透过气体的量; 分离系数:描述气体分离膜的选择性
7、,一般将其定义为 两种气体i,j渗透系数之比。,(2)气体膜分离的主要应用 氢气的回收利用; 从空气中制取富氮气体和富氧气体。,10.2.8 渗透蒸发过程 在膜的原料侧是液体混合物,膜的另一侧为气相真空或负压操作,混合物的各组分在分压差作用下,以不同速率从膜的一侧蒸发并渗透到膜的另一侧,从而达到分离浓缩的目的。 区别于其他膜过程的重要特点是有相变。假设过程分两步完成: 进料液体在膜进料侧蒸发形成饱和蒸汽, 饱和蒸汽透过膜到达膜的渗透侧。 主要应用:有机溶剂脱水、水的净化、有机混合物分离。,10.2.9 其他膜过程 (1)控制释放 指:用分离膜控制药物的释放速度和作用时间,被应用于医疗和农业等方面。,两种不同给药方式的对比,(2)膜反应器 膜反应
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- Acid-Blue-45-生命科学试剂-MCE
- 2-2-Furanyl-6-methylpyrazine-d3-生命科学试剂-MCE
- 物业服务中心开办所需物资清单全套
- 成批伤急救与SALT检伤分类培训试题
- 作业监护人培训教材
- 妇产科第十六章 第四节
- 部编人教版一年级语文下册《春夏秋冬》练习(带答案)
- 广告位租赁合同
- 维生素D缺乏性手足佝偻病症习题及答案
- 建筑施工技术员工作总结
- 医院医疗护理品管圈成果汇报提高雾化吸入治疗患者吸入方式的正确率62张幻灯片
- 建筑灭火器配置缺陷项分类及验收报告
- 固体废物的焚烧处理技术PPT演示课件(PPT 72页)
- 天蓝色商务发展历程时间轴PPT模板课件
- Q∕GDW 11333-2021 架空输电线路岩石基础技术规范
- 江西省城市规划管理技术导则
- 风力发电项目强制性条文执行计划
- 《双减背景下小学数学课内作业设计的实践研究》课题开题报告模板[6]
- (精心整理)一元一次不等式组测试题及答案(提高题)
- mca系列电梯故障检测说明
- 七年级美术下册第1课画家乡的风景教学设计2
评论
0/150
提交评论