化工分离工程之其它分离技术简介.pptx

第七章其它分离技术简介第七章其它分离技术简介膜的作用：选择渗透适用：1.热敏性物质——可常温操作2.特殊溶液——可用于大分子、无机盐、蛋白质溶液等第一节膜分离技术一、膜种类天然膜生物膜天然物质改性膜人工膜无机膜金属膜非金属膜有机膜均质膜微孔膜非对称性膜复合膜离子交换膜膜性能：1.分离透过性a.透过通量单位时间通过单位膜面积的物理量。b.分离效率用截留率表示：（R）截留率；表示膜对溶质的截留能力可用小数或百分数表示。c.分离系数：（）2.物化稳定性强度、耐温、耐压性等二、分离设备（1）板框式膜具（2）卷式膜具由四层组成（3）管式膜具7.1.2反渗透P1讨论：盐水溶液溶液中水反渗透使溶液增浓。对于实际反渗透过程：溶剂渗透时少量溶质也渗透两边都有溶质溶质与水之间各有渗透压对于正常操作：二、过程机理与传质方程1.过程机理（不成熟）1）是否筛分机理反渗透采用膜孔径：2nm不通过离子：无机离子直径：0.1—0.3nm水合离子直径：0.3—0.6nmⅰ）水优先吸附膜表面形成纯水层厚度t=1nmⅱ）无机离子受排斥不能进入纯水层价数越高斥力越强。ⅲ）当膜孔径≤2t时透过的是纯水孔径增大溶质开始透过越大透过溶质越多。∴孔径为2t时称临界孔径。2.传质方程通过膜的水渗透通量：这种现象为浓差极化浓差极化对过程的不利影响：1）使2）使截留率下降3）XAi高于溶解度时会出现沉淀使膜阻力增加。反渗透过程通量与下列因数有关：（1）操作压差：△P△P↑使JW=A（△P—△)↑但有能耗大。∴选择适当的△P(2)操作温度:TT↑使纯水的透过系数A↑J↑但受膜耐温所限。(3)料液流速流速大传质系数大。但溶质的渗透通量JA大。（4）料液的浓缩程度浓缩程度高水回收率高。但：①有效压差小；②污染膜。（5）膜材料与结构（主要研究方向）四、反渗透过程工艺流程与计算1.一级一段连续式2闭路循环五、应用举例1.反渗透（RO）技术在果蔬汁浓缩中应用2.反渗透法浓缩茶液2.反渗透法浓缩茶液7.1.3超滤与微滤一、过程原理：1.超滤过程膜:非对称性膜表面活性层孔径10-200Å微孔能截留分子量500以上大分子或胶体微粒.压差:0.1-0.5MPa原理:原料液在压差作用下小分子物质与小分子量物质透过膜上微孔流到低压侧.机理:筛分机理.超滤：2.微滤过程(微孔过滤)膜:微孔均质的多孔膜孔径0.02-10μ微孔能截留直径为0.05-10μ的微粒或分子量大于的高分子压差:0.01-0.2MPa原理:原料液在压差作用下小分子物质与小分子量物质透过膜上微孔流到低压侧.机理:筛分机理.二、过程与操作1.透过通量溶剂:溶质:(2)料液流速采用错流装置使料液与膜面平行流动.流速高传质系数大有利于提高渗透通量;但:膜面压降大能耗大.因此:可采用湍流促进器脉冲流动等提高流速.(3)温度温度高料液粘度小扩散系数大有利于提高渗透通量.(4)截留液浓度浓度增加浓度边界层增厚易形成凝胶层使渗透通量减小.三、工艺流程和应用1.超、微滤流程2.超滤应用(1)食品、饮料工业(2)（3）配制葡萄酒中酒的澄清（4）在药物制剂中的应用另外：a.对生物活性物质：酶、病毒、核酸、特殊蛋白等的分离提纯；b.从植物或动物中提取药物：如生物碱、荷尔蒙等；c.血液过滤除去有害成分或进行血清分离。（5）工业废水处理造纸工业废水：回收有用成分、水重新使用；食品工业废水：回收有用的高