1．膜制备技术：相转化法
2．原理：所谓相转化法,就是将均相的高分子溶液由外力变成两相系统,一相为高分子浓度较高形成膜结构的固相,一相是高分子浓度较稀薄形成孔洞的液相。因此相分离程序是相转换法的核心,而操作相分离的参数主要是由热力学和动力学控制。热力学是由平衡状态下的相图来预测相分离产生,而动力学可以推论成膜的速率。
利用铸膜液与周围环境进行溶剂、非溶剂传质交换，原来稳态溶液变成非稳态而产生液液相转变，最后固化成膜。一般来说，环境因素对相转化法成膜影响较大，所以采用此法必须严格控制好环境条件。
3．实例：
一．致密皮层非对称气体分离膜的制备【1】
以湿相转化法制备出分离性能优良的致密皮层非对称气体分离膜；建立了醋酸纤维素-丙酮-甲醇三组分制膜体系,所制得的致密皮层醋酸纤维素非对称气体分离膜，在室温、0.5MPa 进气压力下,该膜对CO2/CH4的分离系数30,CO2透气速率可达1.8×10?8cm3(STP)/c m2·s·Pa;扫描电镜图显示该膜表层致密、超薄(约200nm)、支持层疏松,为理想结构的非对称气体分离膜。实验部分:
①材料和试剂：
醋酸纤维素CA:Eastman 398-3,使用前80度下烘干24h ,
干燥器中冷却,备用；丙酮、甲醇:分析纯,南开大学分校特种试剂实验厂；正已烷:分析纯,天津市化学试剂二厂；二氧化碳:天津酒精厂；甲烷:北京分析仪器厂, 纯度99.99 %。
②膜的制备：
丙酮或与甲醇混合溶剂中加入CA，室温下混合,待全部溶解后, 经压滤、脱泡, 静置备用。将制膜液在玻璃上刮成膜,控制厚度约100μm ,在环境温度约25 ℃,相对湿度55 %的条件下,经过一定时间的自然蒸发,浸入甲醇中凝固,之后用正已烷交换膜中的甲醇,最后在空气中自然挥发制成干膜。
二.相转化法制备PVDF 超滤膜【2】
相转化法制膜工艺简单，操作方便，膜结构容易控制，大多数聚偏氟乙烯( PVDF) 超滤膜采用该方法制备。由于具有较强的抗氧化性、良好的热稳定性、耐辐射性、优异的机械性能及易成膜等优点，PVDF 成为超滤膜制备中应用最广泛的材料之一。PVDF 的表面能极高，因此疏水性较强，这使其成为气体吸附、脱附及膜蒸馏等非水体系分离过程的理想用膜。然而膜材料本身的疏水性经常导致膜污染及通量下降成为膜技术在水处理领域应用的最大障碍。为此，人们对膜亲水化改性进行了大量研究。
相转化法是制备PVDF 超滤膜使用最多的方法。相转化法是一种以某种控制方式使聚合物从液态转变为固态的过程，这种固化过程通常是由一个均相液态转变为两个液态( 液液分层) 而引发的。在分层达到一定程度时，其中一个液相( 聚合物用量高
的相)固化，结果形成了固体本体［6］。通过控制相转化的初始阶段，可以控制膜的形态，即是多孔的还是无孔的。影响超滤膜孔结构和性能的因素: 聚合物用量、溶剂的选择、添加剂的种类和用量及凝固浴的组成与温度等。
文献：【1】致密皮层非对称气体分离膜的制备郝继华王世昌(天津大学化学工程研究所天津300072)
【2】相转化法制备PVDF 超滤膜及其亲水化改性研究进展* 芦艳，赵国发，张广洲，卢大山
( 东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318)
氢气膜分离技术的现状、特点和应用（中国科学院大连化学物理研究所）摘要： 气体膜分离技术是一种新型的化工分离技术。由于它具有能耗低、投资省、占地面积小和使用方便等特点，现已在石化和化工工业中得到广泛的应用。 在气体膜分离技术中，氢气分离膜占有很大的比重。到目前为止，氢气膜分离技术是开发应用得最早，技术上最成熟，取得的经济效益十分显着的气体膜分离技术。 本文简要地介绍氢气膜分离技术的发展概况，一些氢气膜分离器的性能和特点以及在国内外的应用情况。 关键词：氢气膜分离膜分离技术氢气回收 作者简介： 董子丰：男，1937年生；祖籍：浙江绍兴；研究员。 1961年毕业于北京理工大学化工系。从那时起一直在中国科学院大连化学物理研究所工作。主要从事国防科技事业的研究。80年代中，曾作为访问学者到德国海德堡大学从事激光化学的合作研究。88年回国到现在，主要从事气体膜分离的技术开发，已撰写10余篇文章刊登在国内外杂志上。 中图分类号： TQ028. 8 氢气分离膜技术的现状、特点和应用 一、概述 目前，在气体膜分离技术中，氢气膜分离技术是开发应用最早、适用范围很广、技术最成熟和经济效益十分显着的膜分离技术。氢气膜分离技术主要用来从含氢和其它气体的混合气中，分离和提浓氢气。它之所以在气体膜分离技术中占有如此重要位置的原因不仅是因为氢气在化工和石化工业中的重要性，而且还在于氢气膜分离所具有的技术适用性和经济合理性。 1、氢气在化工和石油化工工业中具有非常重要的意义 现代石油化学和炼油工业的特点是，在一些大型工艺过程中，氢气是重要付产物（重整、裂解），同时，氢又是重要的原料（合成氨、合成甲醇、加氢精制、加氢裂化）。石化工业是个耗氢大户，多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供需予盾将会更加突出。
气液分离器的种类与结构目录 一、研究目的...................................................、.........、、 (2) 二、气液分离器的作用……………………………………………、第2页 三、气液分离器的原理与分类 (2) 四、气液分离器的结构及优缺点……………………………、第2页 1.重力沉降…………………………………………………、、…、第3页 2.折流分离……………………………、……………………、…、第4页 3.离心分离………………………………………………、、……、第5页 4.填料分离………………………………………………、、……、第6页 5.丝网分离…………………………、……………………、……、第7页 6.微孔过滤分离………………………………………………、第9页 五、实验分析……………………………………………………………、、第10页 1．常规冷干机的气液分离器的除水效果…、第10页 2．查阅相关资料…………………………………、……、、、第12页 3．设备整改………………………………………………、、、、第13页 4．C型冷干机气分测试.................................、 (15) 六、优化方案……………………………………………………………、、第17页 一、研究目的 增强公司冷干机、预冷机等设备上的气液分离器的效果,提升设备性能。 二、气液分离器的作用
饱与气体在降温或者加压过程中,一部分可凝气体组分会形成小液滴,随气体一起流动。气液分离器作用就就是处理含有凝液的气体,实现凝液回收或者气相净化。我们公司设备上的气液分离器作用主要就是气相净化。 三、气液分离器的原理与分类 气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法包括:1、重力沉降;2、折流分离;3、离心力分离;4、填料分离;5、丝网分离;6、微孔过滤分离等。 但综合起来分离原理只有两种: 1、利用组分质量(重量)的不同,对混合物进行分离(如分离方法1、 2、 3、4):气体与液体的密度不同,相同体积下气体的质量比液体的质量小。 2、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离(如分离方法5、6):液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同,气体分子距离较远,而液体分子距离要近得多,所以液体粒子比气体粒子大。 四、气液分离器的结构及优缺点
油气回收膜分离法 1国内外发展现状 国外对膜法油气回收的研究和工业应用较早。日本公司1988年建造了第一套用于油库油气回收的膜装置。1989年德国公司也成功推出了膜法油气回收装置,至今已有180多套大型装置在运行。德国的公司、日本的日东电工和美国的公司都在膜法油气回收方面实现了工业应用。欧洲建造了很多安装在输油管线终端的大型膜装置,用来从输送过程产生的气流中分离和回收油气。 由于国外在气体分离膜领域开展的研究较早，目前国外己经实现工业化的膜分离法回收的生产厂家以及回收体系有: 我国对气体分离膜的研究开发和应用开始的较晚，20世纪80年代初才开始。但由于气体分离技术与催化燃烧、吸附等传统处理方法比较，具有效率高、能耗低、操作简单、装置紧凑、占地面积少、无二次污染等显著特点，所以得到了广泛推广和深入研究。 中科院大连化学物理所、中科院长春应用化学所等单位在该方面进行了积极有益的探索，并取得了长足进步。我国目前使用膜分离技术主要应用的领域有:氢气的回收和利用、从空气中制取富氮、从空气中富集氧气、二氧化碳的回收和脱除、工业气体脱湿、从天然气中提取浓氦气、空气中易挥发有机物的回收等。在这些领域，膜分离技术基本都得到了工业化应用，但在回收废气中的挥发性有机物领域的研究应用工作只是最近几年才开始。
在化工生产、油罐、油轮及加油站等有机物质制造、贮存、运输和使用过程中，经常要排放挥发性有机气体。他们通常由惰性气体和烷烃、烯烃等有机气体组成，采用膜技术实现有机混合气体的分离，不仅可以回收附加值高的烷烃、烯烃等有机物和等，获得可观的经济效益。2002年，中国科学院大连化学物理研究所和吉化公司合作进行了现场实验，采用螺旋卷式膜分离器回收聚乙烯生产过程中排放的乙烯和丁烯单体，取得了较好的结果。但在膜材料的研究和生产领域，我国还没有全部实现自己研制开发。寻找成本低，分离效率高、化学稳定性好、耐热、并具有优良的机械加工性能的膜材料，并将其工业化应用将是我国研究人员面临的挑战。 近几年来，国外的实验室研究分离使用得最多的膜分离材料是聚二甲基硅氧烷P()。它从结构上看属半无机、半有机结构的高分子，具有许多独特性能，是目前发现的气体渗透性能好的高分子膜材料之一。研究人员大多是采用聚枫()、聚偏氟乙烯()、聚间苯二甲酸乙二酯()等材料作为支撑层，使用涂层堵孔，作为选择性分离层，选择性分离2或空气体系，都取得了理想的实验结果。 2003年,大连欧科力德环境技术有限公司与德国研究所、公司合作,率先引进膜法油气回收技术,在中石油上海灵广加油站应用成功。这座加油站安装上膜法油气回收装置后,油气回收率达到98%以上,尾气排放浓度降到15 g 3以内,低于欧洲标准(35 g 3),是国内第一座真正意义上的安全、环保、效益型的加油站。 2膜分离机理 膜法气体分离的基本原理就是根据混合气中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同,从而达到分离目的。对不同结构的膜,气体通过膜的传递扩散方式不同,因而分离机理也不同。目前常见的气体通过膜的分离机理包括: (1)气体通过非多孔膜即致密膜(如,高分子聚合物膜)的溶解—扩散的分离机理。一般橡胶态聚合物的气体渗透是溶解控制，玻璃态聚合物为扩散控制。此时,气体透过膜的过程可认为由3个环节(步骤)组成:①吸着过程,即气体在膜的上游侧表面被吸附、凝聚、溶解。这个过程带有一定的选择性;②扩散过程,即该被吸着的气体在膜两侧压力差、浓度差的推动下,按不同扩散系数扩散透过膜另一侧;③解吸过程,即该已扩散透过的气体在膜下游侧表面被解吸、剥离过程。
扬州工业职业技术学院 2013 —2014 学年 第一学期 文献检索论文 课题名称：膜分离技术在废水处理中的应用及其发展方向设计时间： 2013.10.10～2013.12.15 系部：化学工程学院 班级： 1301应用化工 姓名：郑鹏 指导教师：王富花 学号： 1301110137
目录 摘要 (1) Abstract (1) 第一章前言 (3) 1.1膜技术在水处理中应用的基本原理 (3) 1.1.1根据混合物物理性质的不同 (3) 1.1.2根据混合物的不同化学性质 (3) 1.2 膜分离技术的特 点 (4) 2.1 分离性 (4) 2.1.1 分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过(即具有分离)的能力 (4) 2.1.2 分离能力要适度 (4) 2.2 透过性 (4) 2.3 物理、化学稳定性 (4) 2.4 经济性 (5) 3在工业废水处理中的具体应用 (5) 3.1 淀粉污水处理 (5) 3.2 含酚废水处理 (5) 3.3 含氰废水处理 (5) 3.4 重金属离子的处理 (6) 3.5 炼油废水处理 (6) 展望 (6) 参考文献 (8)
膜分离技术在废水处理中的应用及其发展方向 摘要：本文阐述了膜分离技术基本原理及其特点、分离膜需要具备的条件，介绍了膜分离技术在工业废水处理中的应用情况，提出了膜分离技术发展趋势。 关键词：膜分离技术；废水处理；发展趋势 膜分离技术是在20世纪初出现、20世纪60年代迅速崛起的一门分离新技术，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、吸附、萃取、深冷分离等)相比较，过程不发生相变，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单等特点，受到世界各技术先进国家的高度重视，投入大量资金和人力，促进膜技术迅速发展，使用范围日益扩大，广泛应用于工业废水等处理过程，给人类带来了巨大的环境效应。膜分离技术应用到工业废水的处理中，不仅使渗透液达到排放标准或循环生产，而且能回收有价资源。 1. 膜分离技术的基本原理和特点 1.1 膜技术在水处理中应用的基本原理是：利用水溶液（原水）中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液（原水）进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。总的说来，分离膜之所以能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段。 1.1.1 根据混合物物理性质的不同——主要是质量、体积大小和几何形态差异，用过筛的办法将其分离。微滤膜分离过程就是根据这一原理将水溶液中孔径大于50 nm的固体杂质去掉的。 1.1.2 根据混合物的不同化学性质。物质通过分离膜的速度取决于以下两个步骤的速度，首先是从膜表面接触的混合物中进入膜内的速度(称溶解速度)，其次是进入膜内后从膜的表面扩散到膜的另一表面的速度。二者之和为总速度。总速度愈大，透过膜所需的时间愈短；总速度愈小，透过时间愈久。 1.2 膜分离技术的特点 膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型流体分离单元操作技术。在膜分离出现前，已有很多分离技术在生产中得到广泛应用。例如：蒸馏、吸附、吸收、苹取、深冷分离等。与这些传统的分离技术相比，膜分离具有以下特点： (1) 膜分离通常是一个高效的分离过程。例如：在按物质颗粒大小分离的领域，以重力为基础的分离技术最小极限是微米，而膜分离却可以做到将相对分子质量为几千甚至几百的物质进行分离(相应的颗粒大小为纳米)。 (2) 膜分离过程的能耗(功耗)通常比较低。大多数膜分离过程都不发生“相”
气体分离膜质量安全与检 测参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
气体分离膜质量安全与检测参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 正文： 气体膜分离技术是一种新型高效的分离技术，同传统 的分离技术相比，具有投资少、设备简单、能耗低、使用 方便、易于操作、安全无污染等特点，因而近年来在食 品、医药卫生、石油化工、生物技术、环境工程等行业应 用越来越广泛，受到了各方面的高度重视。气体分离膜材 料是发展膜分离技术的关键问题之一，理想的气体分离膜 材料应该具有高的透气性和良好的透气选择性，高的机械 强度，优良的热和化学稳定性以及优良的成膜加工性能。 上述要求中，气体分离膜分离气体各组分的气体透过率是 各生产厂家技术开发和研究重点关注的指标。本文结合 G2/110膜分离测试分析仪对气体分离膜分离气体各组分的
气体透过率测试进行简单的介绍。 一、气体分离膜的分离原理 气体膜分离技术是利用原料混合气体中不同气体对于气体分离膜材料本身具有不同的渗透率，以气体分离膜两侧气体的压力差为推动力，在渗透侧得到渗透率大的气体富集的物料，在为渗透侧得到不易渗透气体富集的分离气，从而达到气体分离的目的。 二、G2/110膜分离测试分析仪测试原理 G2/110采用压差法与色谱分析技术相结合的测试原理，将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间、夹紧，对低压腔以及整个系统进行真空处理；当达到规定的真空度后，向高压腔充入试验气体，并保证在试样两侧形成一恒定的压差；气体在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透；渗透到低压腔的试验气体，由载气携带至色谱分析仪，通过色谱技术处理，从而得到分离膜对试验气体各
气体分离膜材料 1 膜的发展历史 人类对于膜现象有了初步认识就是在1748 年,然而认识膜的功能到被挖掘,却经历了200 多年的漫长历程,才为人类服务。人们在近几十年来,开始对膜进行科学研究。其发展的历史大致为: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 年代超滤与液膜;80年代气体分离;90 年代渗透汽化。同时以膜为基础的其它离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的复合应用也日益得到重视与发展。 1979 年将气体分离推向工业化应用的基础,就是孟山都(Monsanto) 公司用于H?/N?分离的低温制氮系统(Prism)的建立。陶氏(Dow) 化学公司在1985年向市场提供以富N?为目的空气分离器,“Generon”气体分离用于天然气、石油、化工生产等领域,大大提高了气体生产过程的经济效益。 我国从1958年研究离子交换膜开始,80年代中期我国研究的气体分离膜取得长足进步,1985 年中国科学院大连化物所首次成功研制中空纤维N?/H?分离器,与国外同类产品主要的性能指标接近,现已投入批量生产。 2 气体分离膜材料 2.1高分子膜材料 高分子膜材料一般制备简单,性能稳定,耐溶剂性能较好,而广泛的应用于膜分离领域。用于制备气体分离膜的高分子膜材料主要有以下几种。 1）乙基纤维素EC 纤维素就是一种较为常见的天然高分子材料,乙基纤维素就是由碱纤维素与乙基卤化物反应得到,由于EC的热稳定性好、具有较强的抗生物性能,且气体气体的渗透系数 与气体渗透选择性较高,常用作空气中的氧、氮分离富集。 2）双酚A型聚砜PSF 双酚A型聚砜主链上含有砜基的一种线性杂链高分子膜材料,具有优异的热稳定性、力学性质与较强的刚性及较好的化学稳定性,耐蒸汽性能好,PSF的玻化温度(Tg)为190℃。可用于制备复合膜的支撑层,合成氨尾气回收氢,目前已得到工业化生产。 3)聚芳醚砜PES
1．膜制备技术：相转化法 2．原理：所谓相转化法,就是将均相的高分子溶液由外力变成两相系统,一相为高分子浓度较高形成膜结构的固相,一相是高分子浓度较稀薄形成孔洞的液相。因此相分离程序是相转换法的核心,而操作相分离的参数主要是由热力学和动力学控制。热力学是由平衡状态下的相图来预测相分离产生,而动力学可以推论成膜的速率。 利用铸膜液与周围环境进行溶剂、非溶剂传质交换，原来稳态溶液变成非稳态而产生液液相转变，最后固化成膜。一般来说，环境因素对相转化法成膜影响较大，所以采用此法必须严格控制好环境条件。 3．实例： 一．致密皮层非对称气体分离膜的制备【1】 以湿相转化法制备出分离性能优良的致密皮层非对称气体分离膜；建立了醋酸纤维素-丙酮-甲醇三组分制膜体系,所制得的致密皮层醋酸纤维素非对称气体分离膜，在室温、0.5MPa 进气压力下,该膜对CO2/CH4的分离系数30,CO2透气速率可达1.8×10?8cm3(STP)/c m2·s·Pa;扫描电镜图显示该膜表层致密、超薄(约200nm)、支持层疏松,为理想结构的非对称气体分离膜。实验部分: ①材料和试剂： 醋酸纤维素CA:Eastman 398-3,使用前80度下烘干24h ,
干燥器中冷却,备用；丙酮、甲醇:分析纯,南开大学分校特种试剂实验厂；正已烷:分析纯,天津市化学试剂二厂；二氧化碳:天津酒精厂；甲烷:北京分析仪器厂, 纯度99.99 %。 ②膜的制备： 丙酮或与甲醇混合溶剂中加入CA，室温下混合,待全部溶解后, 经压滤、脱泡, 静置备用。将制膜液在玻璃上刮成膜,控制厚度约100μm ,在环境温度约25 ℃,相对湿度55 %的条件下,经过一定时间的自然蒸发,浸入甲醇中凝固,之后用正已烷交换膜中的甲醇,最后在空气中自然挥发制成干膜。 二.相转化法制备PVDF 超滤膜【2】 相转化法制膜工艺简单，操作方便，膜结构容易控制，大多数聚偏氟乙烯( PVDF) 超滤膜采用该方法制备。由于具有较强的抗氧化性、良好的热稳定性、耐辐射性、优异的机械性能及易成膜等优点，PVDF 成为超滤膜制备中应用最广泛的材料之一。PVDF 的表面能极高，因此疏水性较强，这使其成为气体吸附、脱附及膜蒸馏等非水体系分离过程的理想用膜。然而膜材料本身的疏水性经常导致膜污染及通量下降成为膜技术在水处理领域应用的最大障碍。为此，人们对膜亲水化改性进行了大量研究。 相转化法是制备PVDF 超滤膜使用最多的方法。相转化法是一种以某种控制方式使聚合物从液态转变为固态的过程，这种固化过程通常是由一个均相液态转变为两个液态( 液液分层) 而引发的。在分层达到一定程度时，其中一个液相( 聚合物用量高
氢气膜分离技术的现状 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
氢气膜分离技术的现状、特点和应用（中国科学院大连化学物理研究所）摘要： 气体膜分离技术是一种新型的化工分离技术。由于它具有能耗低、投资省、占地面积小和使用方便等特点，现已在石化和化工工业中得到广泛的应用。 在气体膜分离技术中，氢气分离膜占有很大的比重。到目前为止，氢气膜分离技术是开发应用得最早，技术上最成熟，取得的经济效益十分显着的气体膜分离技术。 本文简要地介绍氢气膜分离技术的发展概况，一些氢气膜分离器的性能和特点以及在国内外的应用情况。 关键词：氢气膜分离膜分离技术氢气回收 作者简介： 董子丰：男，1937年生；祖籍：浙江绍兴；研究员。 1961年毕业于北京理工大学化工系。从那时起一直在中国科学院大连化学物理研究所工作。主要从事国防科技事业的研究。80年代中，曾作为访问学者到德国海德堡大学从事激光化学的合作研究。88年回国到现在，主要从事气体膜分离的技术开发，已撰写10余篇文章刊登在国内外杂志上。 中图分类号： TQ028. 8 氢气分离膜技术的现状、特点和应用 一、概述 目前，在气体膜分离技术中，氢气膜分离技术是开发应用最早、适用范围很广、技术最成熟和经济效益十分显着的膜分离技术。氢气膜分离技术主要用来从含氢和其它气体的混合气中，分离和提浓氢气。它之所以在气体膜分离技术中占有如此重要位置的原因不仅是因为氢气在化工和石化工业中的重要性，而且还在于氢气膜分离所具有的技术适用性和经济合理性。 1、氢气在化工和石油化工工业中具有非常重要的意义 现代石油化学和炼油工业的特点是，在一些大型工艺过程中，氢气是重要付产物（重整、裂解），同时，氢又是重要的原料（合成氨、合成甲醇、加氢精制、加氢裂化）。石化工业是个耗氢大户，多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供需予盾将会更加突