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膜技术在聚丙烯尾气回收装置中的应用

膜技术在聚丙烯尾气回收装置中的应用
膜技术在聚丙烯尾气回收装置中的应用

膜分离技术在聚丙烯装置上的应用

小本体聚丙烯生产过程中,聚合反应生产的聚丙烯通常吸附有大量的丙烯气体。经氮气吹扫后,含丙烯的气体被送至气柜,经压缩、冷凝回收大部分丙烯。但由于受压缩能力和冷凝温度的制约,不凝气中仍含有部分丙烯单体。

中原油田小本体聚丙烯装置现有聚合釜4台,年生产能力1.8万吨,丙烯尾气回收采用压缩、冷凝工艺,冷凝器尾气出口温度30~40℃,装置尾气回收罐上有瓦斯管网管线,回收罐上压力在1.8~2.0MPa,这种工艺一方面没有充分利用压缩机出口提供的压力,来进一步回收丙烯;另一方面造成不凝气中丙烯含量在50%以上。为尽可能回收丙烯,2004年3月采用膜回收系统对装置进行了改造,实施后,不凝气中丙烯回收率可达90%以上。该套系统操作简单,占地面积少,施工周期短,经济效益明显。

1、原工艺流程的问题

我厂聚丙烯闪蒸岗位的丙烯气体进入气柜贮存,经压缩机压缩,压力由0.10Mpa(表压)升到1.9Mpa(表压),经冷凝器冷凝后,大部分气相丙烯冷凝成液相丙烯回收利用,在实际压缩过程中,为了确保系统压力正常,必须不断排放氮气等不凝气体,不凝气中丙烯含量在55%左右。

2、膜分离技术

2.1膜分离基本原理

有机蒸汽膜法回收系统主要采用“反向”选择性高分子复合膜。根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异完成分离,可凝性有机蒸汽(如乙烯、丙烯、重烃等)与惰性气体(如氢气、氮气等)相比,前者被优先吸附渗透,从而达到分离的目的。

分离回收丙烯的有机蒸汽膜是橡胶态聚合物,丙烯与氮气相比,有较大的溶解度被优先渗透。丙烯和氮气混合物通过膜变成二个流:渗透流为富丙烯流;非渗透部分为富氮气流,从而达到丙烯提浓分离的目的。

采用有机蒸汽膜法回收系统,使低浓度的烯烃得以富集,从而提高烯烃的回收率。

因而压缩/冷凝/膜组合工艺成为高效回收烯烃的最有效方法,它是一个零排放的“绿色工艺过程”。

2.2、膜分离技术工艺流程简述

我们使用膜分离系统用于不凝气中丙烯的回收操作。膜分离系统由二个膜分离器并列组成,膜分离装置的进料气为丙烯贮罐原排大气的不凝气。进料气首先经过过滤器滤掉其中的机械杂质,然后进入膜分离器进行分离回收,渗透侧的物料含有提浓的丙烯回收至气柜,非渗透侧气体,即尾气排入大气。图2为聚丙烯尾气不凝气回收丙烯应用膜分离技术改造后的工艺流程。

图1 膜分离技术实施后的简易流程图

改造后整套系统采用自动控制,关键部位均设有保护连锁。采用智能仪表对全套装置实行自动化控制,确保安全运行,实现自动操作。

2.3 膜回收工艺特点

(1)对于不凝气中丙烯单体有90%以上的回收率。

(2)在现有压缩/冷凝工艺不变条件下,可降低丙烯单体消耗。

(3)投资回收期4~6个月左右。

(4)膜回收系统采用撬装式结构,占地面积小。

(5)操作简便,系统采用自动化控制,简便易学。

(6)无传动和转动部件。系统采用压缩机提供的压力作为膜回收系统的推动力,不需额外增加动力源。

(7)对装置原有回收工段无影响。膜回收系统以冷凝罐上原放空气为原料气,富集丙烯气返回压缩机入口,尾气放入原放空系统。

(8)充分利用压缩机提供的压力,控制尾气回收罐上压力>1.9Mpa,使丙烯气在现有的冷凝条件下最大程度的冷凝为液体,增加液体丙烯的回收率。

3、工艺条件

3.1膜分离技术工艺条件

表1 膜分离技术工艺条件

4、系统的防爆设计

(1)危险环境区域的划分:2区;

(2)丙烯气体按传爆级别、引燃温度级别的分类为ⅡA级T2组;

(3)现场仪表的设计选型均不低于dⅡBT3;

5、配套公用工程

(1)电消耗

膜回收系统无传动和转动部件,仅有控制系统和电伴热耗电,电耗量< 6kw。

(2) 仪表风

膜回收系统有两个气动调节阀,全年用风量可以忽略不记。

6、膜分离系统的回收率的分析

该套膜分离系统自2004年3月运行以来,分离性能稳定,达到了设计的运行标准,已运行达一年,现运行平稳。

正常运行条件下冷凝后储罐排放气作为膜分离器的入口组成,其处理量变化范围(60m3/ h~110m3/h),在此条件下考察丙烯的回收率与经过膜分离器后的尾气关系。在运行过程中膜分离后的尾气浓度基本控制在5~10%左右,丙烯的回收率可以达到90%以上。

使用压缩/冷凝/膜分离系统之后,大量富含丙烯的渗透气返回气柜,这将增加一些压缩机的功耗,但对整个系统没有影响。

7、经济效益分析

1、膜分离系统应用设备及改造投资:56万元。

2、排放的不凝气中,丙烯含量占50-60%,按日产聚丙烯50吨计,可以估算出从不凝气中跑损的丙烯约0.6~0.8吨/天,全年总计损失丙烯约220吨。按回收率为90%计算,每年可多回收丙烯198吨。丙烯每吨大约8500元,则全年可减少损失168万元。

3、投用膜分离系统后,装置用电单耗增加了4KWH/吨,全年增加电耗9.6万元。

由此可见,膜分离系统投用后,每年可创造经济效益158.4万元,装置投资回收期为4个月。

8.结论

丙烯膜分离系统回收了不凝气中的90%的丙烯,每年可增加丙烯198吨,可创经济效益约158万元,投资回报期为4个月,聚丙烯生产成本降低,并且排放丙烯量大大减少,保护了环境。

膜技术在分离二氧化碳中的应用

膜技术在分离二氧化碳中的应用 1.前言 在环保、工业生产等方面的要求,工业上脱除二氧化碳一直是重要的工艺。从工业废气中脱除二氧化碳,可以减少燃烧废气对大气的污染;在天然气净化过程,脱除二氧化碳等酸性气体,可以提高天然气热值,同时减少输送管道的腐蚀。 工业上脱除二氧化碳工艺主要有化学吸收法、物理吸收法、吸附法和膜法。化学吸收法是工业上脱除二氧化碳最成熟的工艺,常用的吸收剂一般是有机胺类的水溶液。化学吸收法适用于处理气体中二氧化碳含量很低的情况,但化学吸收法中吸收剂再生需要消耗大量的外界供热,同时常用的胺类吸收剂存在设备腐蚀问题,针对化学吸收法存在的缺陷,膜技术具有装置简单紧凑、能耗低、操作方便、占地面积少等优点,研究人员已在积极研究用膜技术脱除CO2。 2.膜分离CO2技术 对于能够有效分离捕集CO2的膜材料,它需要具备以下几个特点,即:1)高CO2渗透性;2)高选择性;3)热稳定性和化学稳定性;4)抗塑化;5)抗老化;6)材料价格便宜;7)材料易加工。目前仅有少数膜材料其选择性很高,而且通常高选择性膜材料其渗透性低。目前研究CO2分离的膜材料主要为聚酰亚胺膜、载体促进传递膜、混合基质膜、碳分子筛膜、PEO (聚环氧乙烷)膜和中空纤维膜。 2.1聚酰亚胺膜 聚酰亚胺膜是研究最广泛的膜材料,因为其具有优异的化学和热稳定性、高CO2渗透性、便于成膜。一些聚酰亚胺特别是耦合六氟二酐(6FDA)基团的聚酰亚胺具有高的CO2溶解性和选择性。这主要是因为-CF3基团增加了分子链的刚度,增大链段转动的空间位阻,降低分子链间堆积密度,从而有利于提高气体的渗透性。许多研究者已经进行增强聚酰亚胺膜的渗透性和选择性方面的研究,尤其关注通过改变聚酰亚胺结构来增强扩散系数的研究。图1为聚酰亚胺膜与其他膜材料分离CO2/CH4的性能比较,可以看出一般膜材料的选择性高时其渗透性低,聚酰亚胺膜的分离性能远胜于其他膜材料。另一种引起相当多研究的聚酰亚胺是商业聚酰亚胺,Matrimid5218。Matrimid通过溴化改性,能够显著增加CO2和N2的渗透性,而只稍微降低CO2/N2的选择性。 图1.聚酰亚胺膜与其他膜材料对CO2/CH4分离性能比较

膜过滤技术及其应用范围介绍

膜过滤技术及其应用范围介绍 北京陶普森膜应用工程技术有限公司孙永杰 过滤是分离液体中固体性颗粒的常用方法之一。我们熟悉的土壤就是一个天然过滤器,池塘、湖泊和河流中的地表水在通过不同类型的土壤之后,渗透聚积成相对洁净的地下水,土壤让水透过的时候截留了其它成分,如颗粒物和污染物等,而渗透到深处的地下水得到了净化。 过滤是实验室常用的物料分离技术。从筛网、滤纸到膜滤器等技术手段的延伸、发展,促进了产品提纯技术的提高,净化效果明显,分离精度大大提高。在能量消耗,过滤效果和操作简便方面,相比于传统的分离方法如蒸馏或结晶,膜过滤技术的表现优于其他分离过程。在许多分离领域,膜过滤克服了传统技术局限性,尤其对生化或药物的加工应用过程,膜技术的应用提高了产品品质和收率,因为其中的蛋白质和有效成分大多是热敏感的。因膜过滤为物理过滤方式,膜材质稳定性强,经验证的实验室过滤工艺,很容易被放大和改进,更易成功应用到实际的大规模生产中。 在生物和制药技术行业的许多领域,包括食品和饮料行业,生物技术和饮用水处理行业,都普遍使用过滤膜用于过滤。 过滤膜的工作原理:膜过滤器的原理类似于上面提到的地下水渗透过程,人工制备的膜相当于地表土层,待过滤的溶液中一部分的小分子物质可以通过薄膜的微孔,其渗透性取决于孔的大小。比滤膜孔更小的颗粒可透过滤膜,而比滤膜孔大的颗粒就被截留下来。

一般情况下,膜的孔径决定了应用,根据孔径的大小,将不同的过滤膜技术分为四类:微滤,超滤和纳滤以及反渗透。 1. 微滤膜技术 过滤膜的孔径一般在5μm和0.1μm之间。在微生物实验中经常被使用孔径为0.1μm至0.2μm的膜,可以分离出酵母菌和细菌,是一种温和快速的杀菌方法。在工业化生产上,这种滤膜技术通常为过滤器的滤芯,广泛应用在医药,食品和饮料工业生产线中。例如,生物制药厂用于生物反应器中微生物生长阶段之后的“收获”和细菌菌体的分离,废水处理或浑浊液的油水分离等。 2. 超滤膜技术 超滤技术常常用于大分子的浓缩和脱水,超滤膜过滤“孔径”在0.1μm和0.01μm之间。由于该技术主要用于分离或浓缩蛋白质分子,所以膜的过滤孔径被定义为“分子量切断”(MWCO)或“标称分子量切断”(NMWC),单位为道尔顿(质量单位,等于一氧原子的1/16)。MWCO值表示可被膜截留的球状分子的小分子量。为了安全起见,应总是选择MWCO值至少比要分离的大分子的分子量高20%。这种膜过滤技术的应用操作压力,通常在2-10巴之间。 3.纳滤技术 是纳米级过滤技术的简称,纳米级过滤的膜过滤器,其孔径小于0.005μm,可截留更小的有机分子和大部分盐类物质,以及重金属离子等。陶普森纳米级过滤需要更高的外部压力,过滤压力一般在10-80巴之间。

膜分离技术的介绍及应用讲解

题目:膜分离技术读书报告日期2015年11月20日

目录 一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)

一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术(membrane separation technology, MST)是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤(micro-filtration, MF)、超滤(ultra-filtration,UF)、纳滤(nano-filtration,NF)、反渗透(reverse-osmosis, RO)和电渗析(eletro-dialysis, ED)等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离,可以说是对传统分离方法的一次革命,被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一,也是当代国际上公认的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性,按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同,可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析(Dialysis, D)、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世 纪80年代的气体分离 (gas-separation, GS)、20世纪90 年代的PV和乳化液膜(emulsion liquid membrane, ELM)等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料,膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提,膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差,主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等;UF的推动力也是膜两端的压力差,主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质,应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等;NF自身一般会带有一定的电荷,它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达99%,在水净化方面应用较多,同时可以透析被RO膜截留的无机盐;RO是一种非对称膜,利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反向从溶液

膜分离技术及其研究

摘要 膜分离技术是指在某种驱动力的作用下利用膜对混合物中各组分的选择透过性的差异实现物质分离的技术。膜分离技术的驱动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。膜分离现象中的物质迁移现象是一种不可逆的传质过程。膜分离现象早在250多年以前就被发现但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60 年代以后。 中国的膜分离技术的发展是从1958年对离子交换膜的研究开始的数十年来取得了长足的进步。目前中国研究所涉及的领域遍及膜科学与技术从材料的应用到产品的开发等方面。经过20年的努力中国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值接近或达到国际先进水平的成果。但从总体上讲中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距还有待于进一步研究开发。

1 膜分离技术概述 1.1 膜分离技术 目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化和气体分离、膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜以及生物膜等过程。表 1 列出了工业应用膜过程的分类及其基本特性。 微滤是最早使用的膜分离技术是在压力差作用下进行的筛孔分离、使不溶物浓缩的过程主要用于滤除0.05~10um的悬浊物质颗粒。主要应用于截留颗粒物、液体澄清以及除菌。 超滤是在压力差作用下进行的筛孔分离过程。 纳滤是从水溶液中分离除去中小分子物质的过程( 分子量为300~500)其原理是在超滤和反渗透间提供了一种选择性媒介在浓缩有机溶质的同时也可脱盐。 反渗透是以压力差为推动力的膜分离过程渗透与反渗透都是通过半透膜来完成。 电渗析是在直流电作用下以电位差为推动力实现溶液的精制、纯化或淡化。 液膜是依据溶解、扩散等原理通过液相薄膜将两个组成不同而又互溶的溶液

膜分离技术及其应用_童汉清

膜分离技术及其应用 童汉清 海金萍 (蚌埠高等专科学校食品系,蚌埠市233030) 摘 要 针对膜分离技术的一系列独特优点,介绍了工业中常用的各种分离膜的性能、材料及其各自的应用,并简述了世界上最新的膜分离技术及其发展方向。 关键词 膜分离技术 反渗透膜 超滤膜 微滤膜 0 前言 膜分离是用半透膜分离均相混合物中不同组分的一种方法。由于膜分离技术在生产中物料无相变过程,因而无需再沸器、冷凝器等设备,与蒸发、精馏等分离技术相比具有显著的节能、高效等特点,特别是对于食品工业,膜分离技术可以完好地保留食品原有色、香、味,而其营养成分又不会被高温破坏。因而膜技术在世界范围内引起人们极大关注,被誉为重大的新技术革命之一。 现代膜技术的开发还仅仅是近三十年的事情,虽然近年来有了较大的发展,但目前仍处于发展和完善的过程中。国内外膜分离技术已在许多不同行业得到应用,并取得了良好效果。 1 反渗透膜及其应用 1.1 反渗透膜的性能 反渗透膜的孔径在0.3~2nm之间,通常为非对称的微孔结构膜,压差作为操作推动力,工作压力可高达7.0~7.5M Pa,膜通量一般为0.5m3/(m2d)。 反渗透膜能截留住除水分子、氢离子、氢氧根离子以外的其它物质,因而主要用于水和其它物质的分离。 1.2 膜材料 最先开发并成功应用的反渗透膜材料是醋酸纤维素,70年代以来逐渐开发出一些新型反渗透膜材料,如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撑氧、磺化聚磺酸盐、聚酰胺羧酸、聚乙烯亚胺、聚甲苯二异氰酸酯和等离子处理聚丙烯腈等。醋酸纤维素在强酸和弱碱条件下易发生水解且不耐高温,易受微生物和酶的作用,在正常使用时还会发生蠕变使透水速率降低。尽管存在这些缺点,但目前工业上最广泛使用的两种反渗透膜材料,还是首选醋酸纤维素,其次为聚酰胺。 1.3 反渗透膜的应用 1.3.1 海水淡化 反渗透膜分离技术被广泛应用于海水淡化。在全世界海水淡化装置中,约有30%用反渗透方式来实现。反渗透膜由极薄致密表层和多孔支撑层构成,具有高透水率及高脱盐率,可脱去海水中99%以上的盐离子。 1.3.2 果汁、果酒等产品的浓缩 膜浓缩是在常温下进行的。用反渗透膜对果汁、果酒进行浓缩,可保证维生素等营养成分不受破坏以及挥发质不损失,并可保留其原有的风味,这是其它浓缩技术难以做到的。另外,反渗透膜可以完全除去细菌和病毒,使产品不加任何防腐剂而延长储存期,食用更加卫生可靠。 19 《化工装备技术》第20卷第2期1999年

电厂水处理对于膜技术的运用分析

电厂水处理对于膜技术的运用分析 发表时间:2016-09-01T15:07:24.533Z 来源:《基层建设》2015年8期作者:皮洪章[导读] 本文主要介绍了膜技术在电厂水处理中的原理和应用,通过对膜技术进行简单分析并对膜技术的发展前景进行了合理分析。 广州市华跃电力工程设计有限公司 摘要:本文主要介绍了膜技术在电厂水处理中的原理和应用,通过对膜技术进行简单分析并对膜技术的发展前景进行了合理分析。对膜技术在锅炉补给水系统改造过程中起到的作用进行简单试验,希望对膜技术在电厂水处理的推广应用方面可以起到积极作用。 引言 在电厂的水处理领域,膜技术属于新兴的水处理技术,存在很大的发展前途。美国官方文件也曾对膜技术的前景进行了概述,认为膜技术会在20世纪改变整个工业面貌,并且对膜技术广泛的应用进行了高度赞扬[1]。以此可见膜技术已经成为人们关注的重点,其发展前景不容小觑。同时,膜技术已经在世界的各个领域表现出奇,被研究人员和使用人员所公认。 1 问题的提出 在我国经济转型的重要阶段,节能减排作为主要的手段和长远目标收到重视。上世纪60年代初步开始建立火力发电厂,经过了几十年的市场验证和技术发展,火力发电厂的装机容量从最初的12MW增长到了1435MW,化学水处理的设备也经过了三个阶段的改革。但是,水处理的本质原理依旧没有变化,主要采用的还是离子交换法。工业化的社会进程和快速的科技发展对水处理的要求越来越高,而地表水随着工业的发展收到了越来越严重的污染,工业用水的水质也收到了严重影响。火力发电厂的锅炉补给水必须保证极低的杂质量,但是,电厂所处的水流若到枯水季节时,基本会出现Ⅲ类以上水体供应不充足的情况,对发电系统的影响致命。同时,恶劣的原水会对电厂系统除盐系统的树脂和热力系统的给水、蒸汽带来巨大影响。每年枯水季节来临时,除盐系统的离子交换器的交换周期会发生改变,制水量会发生急剧下降[2]。一些重型燃机-汽轮机联合循环机组会对进入汽轮机的高压蒸汽品质严格要求,且不同型号的机组要求的标准不同。原水系统若不能保证水质良好,则会对后续的工作产生连锁反应。因此,膜技术在电厂水处理领域的应用需要得到重视。 2 原理介绍 随着科学实验的进行,膜技术在一些实验中已经得到了广泛应用,水处理方法在其实验中属于最常见的一种方法,通常是电除盐、纳滤、渗透、微滤和超滤等技术。我国对膜技术的应用时间并不长,上世纪70年代到80年代膜技术刚出现的时候,技术人员并未对其产生足够的重视,所以当时的膜技术并没有得到广泛应用。可是随着膜技术优点逐渐显露,人们开始慢慢意识到其可观的发展前景和使用价值,并开始对膜技术进行研究和使用。膜技术的特点主要为:使用时不需要酸碱物质的协助,水性能良好且稳定。现在的工业中,反透技术得到了广泛应用,尤其在我国的工业应用中。以下为几种常见的膜技术应用:(1)反渗透膜技术:反透技术主要应用一种高分子薄膜,在外压力的作用下,将溶液中的水进行分解,达到分离的目的。(2)超滤膜技术:该技术主要的驱动力为压差,超滤膜的高精度性能可以使不同分子量的物质通过膜技术进行分级,主要包括对大分子物质和胶体物质的分离与浓缩。其运行中费用较低,能耗低、膜选择性高等有点使其收到生物技术、医药、食品等领域的广泛应用。(3)微滤膜技术:该技术主要的推动力为静压差,其吸附量少、膜孔径大小一致、过滤速度快等特点使其在制药行业、食品、生物技术发酵中得到广泛应用。(4)渗透蒸发膜技术:该技术的主要驱动力为压力,通过液体内溶解度和扩散系数的不同,使用蒸发和渗透的手段进行分离,相比其他膜处理技术,渗透蒸发单独使用的成本较高经济性不强,一般与其他应用技术配合使用。 3 膜技术在电厂水处理方面的发展 在电厂水处理中,膜技术得到广泛应用,并且采用最先进的工艺流程,通常是流程为预处理、反渗透、EDI电除盐[3]。随着膜技术的不断发展,微膜处理和超滤处理的作用效果也有着突破性的进展。与微滤和超滤的压力驱动不同,反透膜的分离原理为机械截留,其分离的应用范围一般为分离胶体、病毒和大分子物质。通过相关实验和有关资料总结可以证明,经过反渗透的处理,水质较为清澈,污染性小[4]。渗透膜接触的杂质较多,为保证渗透膜的寿命,有效提高水处理质量,渗透膜应得到经常性的清理。因此,对于渗透膜的清理频率可以设定为每个月多次。还可以通过提高预处理水水质大幅延长反渗透膜的使用时间,降低膜的维护和更换的频率和成本。 4 膜技术在电厂水处理中的发展前景 由上述研究,可以认为膜技术在电厂水处理方面作用明显,膜技术对水高质量的处理能够对电厂锅炉补给水提高高质量的水质保证。资料表明,在1993年巴黎的郊区建成了纳滤净水厂,通过对地表水进行传统的水处理,通过与三级纳滤技术结合,能够有效取出水内含的杀虫剂和THAs前体,使水质量达到洁净标准[4]。使用膜技术对污水进行处理,得到可以饮用的高质量水的实例当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的技术水平最优,对污水的处理做到了有效去污并溶解固体的效果。膜技术处理还可对放射性废水进行处理,从上世纪60年代初期,就有运用膜技术对放射性水进行处理的资料,最初的使用方法是电渗析技术,后期的发展中又出现了反渗透和超滤等技术,并且,这些技术在国外的很多工程中应用广泛。膜技术在处理含锌废水处理领域也有很高的成就,对于含锌废水的处理,效果明显,并得到了有效地应用。由于资源的破坏和水资源的过量使用,在水资源匮乏的今天,如何高效的利用水资源成为了人们关注的重点,膜技术的应用对水资源的运用达到了高效,并且对水资源的破坏降到了最低水平[5]。水资源的匮乏也使废水资源受到了广泛认可,通过废水进行水处理也成了研究重点。膜技术在水处理方面的综合化、全面化的水平将作为提高废水处理能力的主要手段,以此可增加水的再利用,扩大了电厂用水的供应渠道,扩大了电厂对水摄取范围。对特殊时期电厂水资源匮乏提供解决的方案,有效提高电厂的经济效益、社会效益和环境效益,也符合国家有关水资源应用的政策。上述实例可以对膜技术的作用合理阐释,证明膜处理技术能够对水质进行高质量的处理,在电厂处理水方面可以得以应用,膜处理能够有效提高电厂的生产能力,解决电厂水资源匮乏问题,从根本上解决冷却水不足对电厂造成的困扰。 5 结语 膜技术在我国电厂中的推广主要的限制因素便是投资费用的严重不足。随着科技的不断发展,各类材料的制造流程变得简单,材料利用率的提高也带来了材料价格的降低,反渗透新材料的制造成本和研究成本也随之下降[6]。并且,反渗透技术在我国的应用愈发广泛,其运行经验不断得到积累,以致反渗透产品的运行费用和投资成本逐年减少。在水资源日益减少,资源匮乏现象逐年严重。在可持续发展思想的领导下,我们应该着手于资源的再利用和可持续利用,把提升环保意识作为工厂的发展思想。因此,在我国电厂水处理领域,膜技术必将得到广泛应用,为创造社会价值和经济价值提供贡献。

膜分离技术及其原理的介绍

膜分离技术及其原理的介绍

人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。反渗透膜是膜分离技术发展中是一个重要的突破,使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为:20世纪30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外,以膜为基础的其它新型分离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。 一、膜分离原理 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。 二、膜分离技术 反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。 反渗透膜(RO)

反渗透膜使用的材料,最初是醋酸纤维素(CA),1966年开发出聚酰胺膜,后来又开发出各种各样的合成复合膜。CA膜耐氯性强,但抗菌性较差。合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能,但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。这两种材料耐热性较差,高温度大约是60℃左右,这使其在食品加工领域的应用中受到限制。 超滤膜(UF) 超滤膜也是使用CA做材料,后来各种合成高分子材料得以广泛应用。其材料多种多样,共同特点是具有耐热、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点。 以上就是为大家介绍的全部内容,希望对大家有帮助。

新型膜分离技术的研究与发展(1)

膜分离技术的研究与发展 化学专业学生:刘洋 摘要:从现代化工和新技术发展的需求出发 ,论述了化工分离技术的重要性, 各新型分离技术的原理应用及发展现状, 并对当代化工新型分离技术的发展特点进行了探讨。 关键词: 新型分离技术 ; 膜分离 ; 集成过程; 应用 化工分离工程是高等学校化学工程及工艺专业的专业基础课和必修课,主要研究各种分离过程的原理与分离物系质量、热量、动量传递过程即设备内同时进行的物理变化和化学变化的基本规律,该门课程的开设不仅要求学生具备化工原理、物理化学、化工热力学等学科基础知识,同时,还要求学生掌握一定的数值计算方法,具有一定计算机能力[1-3]。文章就近年来在化工分离工程课程教学实践,结合对化工分离工程课程的相关认识,探索了课程教学改革。 世界万物都是由有序自发地走向无序,所有的纯物质都逐渐变成混合物。分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提纯或纯化的一门新型学科,正是这种需求,推动了人们对新型分离技术不懈的探索。新型分离技术目前受到材料开发、生产成本及其他学科发展的限制,工业化应用程度还不高,但它们已经在某些高新领域显示出良好的分离性能和强劲的发展势头。 1 膜分离技术的概念与原理 借助于具有分离性能的膜而实现分离的过程称为膜分离过程。由于膜分离过程一般没有相变,既节约能耗,又适用于热敏性物料的处理,因而在生物、食品、医药、化工、水处理过程中备受欢迎。膜分离是利用一张特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对液相或者气相混合物内的不同成分进行分离、提纯、浓缩的先进加工技术。根据膜分离过程的不同特征可分为微滤( MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、渗析(D)、电渗析(ED)、电去离子技术(EDI)和气体分离(Gs)等过程。 膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法,在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力,对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术,其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3种。膜分离技术以其节能效果显著、设备简单、操作方便、容易控制而受到广大用户的普遍欢迎。选择适当的膜分离过程,可替代鼓式真空过滤、板框压滤、离子交换、离心分离、溶媒抽提、静电除尘、袋式过滤、吸附/再生、絮凝/共聚、倾析/沉淀、蒸发、结晶等多种传统的分离与过滤方法。 2 国外分离技术的发展及研究进展[4] 早在上世纪 30 年代,硝酸纤维素微滤膜已商品化,近年来开发出聚四氟乙烯为材料的微滤膜新品种,它使用范围非常广,销售额居于各类膜的首位. 从上世纪 70 年代,超滤应用于工业领域,现在应用领域非常广泛.上世纪 80 年代,新型含氟离子膜在氯碱工业应用成功.第三代低压反渗透复合膜,性能大幅提高,已在药液浓缩、化工废液、超纯水制造等领域得到广泛应用.1979 年 Monsanto 公司成功研制出

全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用伴随着我国居民生活水平与生活质量的不断提高,越来越多的人开始追求 高品质的生活,对电力行业这一基础民生行业也提出了更高水平的要求。电厂化学水处理作为其中一项重要的环节,受到了人们的广泛关注与高度重视。通过对全膜分离技术进行简单的描述,发现其特点特征以及主要优点。在此基础上,对全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用,进行一系列的研究分析。 标签:全膜分离技术电厂化学水处理应用 引言 现阶段,我国热力发电技术逐渐趋于成熟,对水质提出了更高水平的要求。优质的水资源不仅能够有效保护我国电厂发电设备,促使其顺利运行,还能有效降低其运行成本,给我国电厂带来大量的经济效益。目前,我国电厂中的水资源主要来源于地下水与地表水两个方面,这些水资源都或多或少的包含一定的杂质,必须首先对其进行一定的处理。在此时代背景下,全膜分离技术由于其自身所具有的一系列优点,受到了电厂相关工作人员的关注与重视。本文针对全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用,进行一系列的研究分析。借此平台,与各位同行进行交流讨论。 一、简述全膜分离技术 全膜分离技术是指利用隔膜促使溶剂与溶质或者微粒相分离,其出现于20世纪初,是一种新型的分离技术[1]。全膜分离技术主要包括电渗析、扩散渗析、反渗透以及超过滤法等多个方面,具有高效、节能、环保、过滤简单等一系列优点,受到了各行各业相关人员的欢迎与喜爱,被广泛应用于食品、医药、生物、化工、环保、电子、水处理等多个方面,发挥了巨大的作用,已成为现阶段我国分离科学中最重要的技术手段之一。全膜分离技术一般具有高通水量和高拖延率、化学稳定性好、使用寿命长、抗生物污染效果好、可使用压力范围广(一般在20到1000磅/每平方英寸)、可使用温度范围广(一般在4摄氏度到45摄氏度之间)等特征特点。此外,全膜分离技术的基本原理较为简单,是一种纯物理过程,具有无相变化、节能、体积小、可拆分等特点。其主要是指在过滤过程中,料液通过泵的加压,以一定的流速流过滤膜表面。在此期间,大于膜孔隙的物质分子不透过膜,小于膜孔隙的物质分子透过膜,形成透析液。通常情况下,将在单位时间内单位膜面积透析液的流出量称之为膜通量,用LMH来表示。同时,温度、压力、离子的浓度等一系列外界因素都会对膜通量造成一定程度的影响[2]。因此,在平时的工作中,相关人员应根据有机物的不同,选择不同的膜对其进行分离操作,使其能够达到最好的膜通量与截留率,进而提高生产效率,增加企业的经济效益。 二、全膜分离技术的优点

膜分离技术应用综述

膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

《食品科学概论》课程论文 论文题目:膜分离技术应用综述 学 院 :生物工程学院 专 业 :食品科学与工程 年级班别 :09级一班 学 号 :10122 学生姓名 :齐莹 学生 指导教师 :陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

膜分离技术应用综述 齐莹 10122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理,介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状,同时指出该技术存在的问题,提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现,上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计,膜销售每年以14%~30%的速度增长,而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001~0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ~0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ~0. 1μm) 微滤膜(0. 1~1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、

膜分离技术综述

膜分离技术应用综述 摘要:膜分离工程技术是一项新兴的高效分离技术,已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等工业,被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。由于膜分离的优势,越来越多的中药研究者正致力于开发膜技术在中药工业中的应用。膜分离技术 (微滤、超滤、纳滤、反渗透膜技术)在中药领域中发挥着非常重要的作用,可应用于中药提取液的纯化、浸膏制剂的制备、口服液的生产、注射剂的制备以及热原的去除等。膜分离技术将在中药现代化进程中发挥重大作用,并对中药的规范化和标准化生产起到一定的促进作用。由于历史的原因,生物技术发展初期,绝大多数的投资是在上游过程的开发,而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多,因而使得下游处理过程的研究明显落后,已成为生物技术整体优化的瓶颈,严重地制约了生物技术工业的发展,因此,当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究,以期有更多的积累和突破,使下游处理过程尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。 关键词:生物分离下游工程膜分离 正文: 1、常用的膜分离过程 1.1微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 1.2超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。1.3纳滤 纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。1.4反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。 1.5其他常用膜分离过程 除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。

膜技术在电厂化学水处理中的应用

膜技术在电厂化学水处理中的应用 摘要:反渗透膜是反参透技术的核心。反渗透膜一般由某种高分子化学材料制作成为具有某选择性半透功能的一种薄膜。本文对膜分离技术进行了简单的介绍,分析了膜技术在某电厂化学水处理中的实际工程应用,最后就膜技术在电厂化学水处理领域的未来发展进行了展望。 关键词:膜分离技术半透性反渗透膜 目前,膜技术作为一项极具发展潜力且拥有良好的实用性能的技术[1]。美国在某官方文件中这样说到:“现今世界上,还没有一种技术可以比膜技术得到如此更为广范围的被应用”。 膜技术在全球范围内已得到广泛应用。在电厂水处理过程中,膜技术主要分为几下几类:(1)反渗透(Reverse Osmosis);(2)超滤(Ultrafiltlation);(3)纳滤(Nanofiltration);(4)微滤(Microfilt ration);(5)电除盐(Electrode ionization,EDI);(6)渗析(D);(7)电渗析(ED)。在上世纪70年代到80年代这10时间里,我国的膜技术被逐渐应用到电厂化学水处理过程中。膜技术在电厂化学水处理过程中,其良好的半透性,以及实用性等优势得到人们的普遍认识。该技术摒弃了传统的酸、碱化学试剂的使用,操作起来及其便利,且水处理的效果良好,水质质量稳定。到今天,反渗透技术在我国沿海,特别是东南地区的电厂中得到广范围内的应用,同时还可以解决当地缺水地区的水资源问题。总而言之,反渗透膜作为反渗透技术中的核心组成部分,在外部作用下,对待处理溶液中的离子、有机物等选择性的通过,进而实现待处理容易的纯化、浓缩、分离等目标。目前,膜分离技术已在水处理领域得到广范关注,其必将发展成为一种高效的废水处理技术,具有良好的发展空间。 1、膜分离技术 现今阶段,膜分离技术的快速发展已为污水处理、海水淡化等问题给出了有效的解决方法。膜分离技术可分为多种实用的技术,其中与水处理相关的主要有一下五种[2]:(1)反渗透(Reverse Osmosis);(2)超滤(Ultrafiltlation);(3)纳滤(Nanofiltration);(4)微滤(Microfiltration);(5)电除盐(Electrode ionization,EDI);(6)电渗析(Eleetrodialysis);(7)渗析(Dialysis)。膜分离技术的处理过程一般为无相分离,同时可以在常温的条件下实现。较传统的分离技术:蒸发、沉淀等技术相比,膜分离技术具有耗能少、高效率、环保、操作简单、可靠性高等优势。其工作原理都是利用某种高分子材料制成半透膜,根据功能需要选择材料,从而完成水的分离与水中杂质去除的过程。例如,在锅炉的补给水生产过程中,利用反渗透技术取代经典的阳阴床一级除盐工序,也可以利用电除盐(Electrode ionization,EDI)来取代混床离子间的交换。其工序流程使:原水→原水预处理→反渗透(RO)→电除盐(Electrode ionization EDI)→给锅炉补给水。 反渗透技术[3],也被看作为横流过滤技术。反渗透技术是将待过滤液体以横向的方式通过反渗透膜,在一定压力作用下,流过反渗透膜的待处理液体可被直接淡化成了成品水。 电除盐(Electrode ionization,EDI)技术[4],其利用电场的作用将待处理液体中的无机离子去除。电除盐(Electrode ionization,EDI)技术有效地结合了经典的电渗析技术以及离子交换技术。电除盐(Electrode ionization,EDI)技术的

膜分离技术及其应用领域分析

膜分离技术及其应用领域分析 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。 一、膜分离技术原理及特点 膜分离技术以选择性透过膜为分离介质,如图1所示,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。 图1膜分离技术原理 利用膜分离技术进行分离所具有的特点包括:1)膜分离过程不发生相变化,因此膜分离技术是一种节能技术;2)膜分离过程是在压力驱动下,在常温下进行分离,特别适合于对热敏感物质,如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。3)膜分离技术适用分离的范围极广,从微粒级到微生物菌体,甚至离子级都有其用武之地,关键在于选择不同的膜类型;4)膜分离技术以压力差作为驱动力,因此采用装置简单,操作方便。 基于膜分离技术所具有上述特点,是现代生物化工分离技术中一种效率较高的分离手段,完全可以取代传统的过滤、吸附、蒸发、冷凝等分离技术,所以膜分离技术在生物化工分离工程中起着很大的作用。 二、膜分离技术种类分析 按照膜孔径和成膜材料分类,常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及气体分离等。各种膜过程具有不同的分离机理,可适用于不同的对象和要求。按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类,从下表可以看出,几乎所有的分离膜技术均可应用于任何分离、提纯和浓缩领域。反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一,在分离膜领域内占重要地位。

膜分离技术的应用现状及发展前景

膜分离技术的应用现状及发 展前景 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

膜分离技术的应用现状及发展前景 摘要:膜分离技术( Membrane Separation Technologies)是近十几年发展起来的一种高新技术,随着膜设备和技术的不断发展和成熟,其在各行业中有着广泛的应用。本文介绍了膜分离技术的特性,阐述了膜分离技术在食品工业、水处理、生物技术、医药工业和医疗设备方面的应用,并展望膜分离技术应用领域的发展前景,分析膜分离技术在膜材料、新的膜过程和膜通量等方面的发展趋势,同时指出膜分离技术将在人类社会的发展史上起到不可替代的作用。 关键词:膜分离技术;膜生物反应器;选择透过性膜;膜材料; 前言: 膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点,而且特别适合热敏性物质的处理的特点,其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面,现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离,但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用,其在未来是世界各国研究的热点,它将在各个领域发挥更引人注目的作用。 现本文对膜技术的特点、类型及其在各方面的应用现状进行综述,并且提出了膜分离技术的发展前景。 1 膜分离技术的特点 膜分离技术作为一种新型的分离技术, 具有以下特点[3]: 1.1 在常温下进行,特别适用于热敏性物质的分离、分级、提纯和浓缩,且可 以同步进行能较好地保持产品原有的色、香、味和营养成分; 1.2 分离过程中不发生相变,挥发性物质损失少,节约能源; 1.3 具有冷杀菌作用,保存期长,无二次污染; 1.4 选择性好,应用范围广,但要选择相应的膜类型; 1.5 设备简单,易于操作,可连续进行,效率高。 2 膜分离技术的类型

膜分离技术及其应用和前景

膜分离技术概论 XXX 机械工程及自动化专业机械104班1003010414 摘要:膜分离是在20世纪60年代迅速发展起的一门分离技术,膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作,因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中,产生了巨大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理,然后介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用;最后介绍了我国膜分离技术的发展概况及前景。 关键词:膜分离,技术,前景,概况 Membrane-Seperating technology Abstract: Membrane-Seperating technology is a separating technology which developed fast in the 1960s. This technology involves in various functions like separating、concrntrating、purifying and refining,what else, for it’s easily to operate it’s now widely used in the fields of water supplyment、medicine production、food、environment protecting、waste water recycling and so on, make great economical and social benefits. This passage first explain some concepts membrane technology、main theory involved and sort of it. Key words: Membrane-Seperating,technology,introduction,prospect 1膜分离技术的原理 现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法,可用于液相和气相。对于液相分离,可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。以下重点介绍反渗透的基本原理、微滤原理及超滤原理。

新型膜分离技术的研究进展

收稿日期:2011-04-18 作者简介:陈默(1986—),硕士研究生,从事含能化合物的合成研究;王建龙,教授,博士生导师,通讯联系人,主要从事含能化合物合成及炸药中间体的制备、 应用及开发。新型膜分离技术的研究进展 陈 默,曹端林,李永祥,王建龙 (中北大学化工与环境学院,山西太原030051) 摘要:膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术,在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、 电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点,在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词:膜分离;原理;应用;进展中图分类号:TQ028.8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X (2011)05-0031-03 Research Progress of Membrane Technology CHEN Mo ,CAO Duan -lin ,LI Yong -xiang ,WANG Jian -long (College of Chemical Engineering and Environment ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )Abstract :The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency ,high speed and saving energy.Membrane separation technology is applied widely as a new kind of separation technology.The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced ,including electrodialysis ,reverse osmosis ,nanofiltration ,ultrafiltration ,microfiltration ,gas separation ,pervaporation ,membrane reactor.Further more ,the application and current problems of different membrane technologies were extensively summarized.Finally ,application prospect of membrane separation technology was presented.Key words :membrane separation ;principle ;application ;progress 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子 薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比,它是在常温下操作,没有相变,最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩,具有高效、节能,工艺过程简单,投资少,污染小等优点,因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。1膜分离技术的分离原理和特点1.1 纳滤 纳滤膜具有纳米级孔径,截留相对分子质量为200 1000,能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻-孔道模型。与超滤膜相比,纳滤膜有一定的荷电容量;与反渗膜相比,纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技 术, 是国内外研究的热点。余跃等[1] 对纳滤技术处理印染废水进行了去除COD 和脱色的研究。结果 表明, 纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD 。Salzgitter Flachstahl 电镀厂采用膜技术处理 镀锌废水, 回收其中的Zn 2+ 和H 2SO 4,其结果达到了设计要求[2]。常江等[3] 在完成用新型纳滤膜处 理模拟含Ni 2+ 废水实验室研究的基础上,进行了电 镀镍漂洗废水的纳滤膜处理及镍和水回收利用的工业试验,为大规模工业应用提供了参考数据。杨青等[4] 研究报道将DK 型与NF90型纳滤膜组合可适用于治理高浓度、高盐分的吡啉农药废水污染。1.2 超滤 超滤的截留相对分子质量在1000 100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程,是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。 徐超等 [5] 在中试中采用浸没式超滤膜代替传 统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水,取得较好的处理效果, 设备费用降低了。罗涛等[6] 采用混凝沉淀-超滤工艺对微污染原水进行试验,结果表明,组合

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