幻灯片2日录 §132膜分离 概述 五、反渗透 微滤 六、渗透汽化 、超滤 七、气体分离 四、纳滤 八、电渗析 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 1/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 1/24 幻灯片2目录 §13.2 膜分离 一、概述 五、反渗透 二、微滤 六、渗透汽化 三、超滤 七、气体分离 四、纳滤 八、电渗析
§132膜分离 概述 膜分离技术是指在分子水平上,不同粒径的混合物在通 过半渗透膜时,实现选择性分离的技术。 半透膜又称分离膜,分离膜的特点是膜壁遍布微小孔 洞,根据孔径的大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反 渗透膜等。 观进过原理 原液 a金维液膜:两相之间 oncentrate的一个不连续 区间,简单地 解器器分开两种流体的 Separation一个薄的阻挡 membrane 层 透过液 Permeate 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 2/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 2/24 §13.2 膜分离 一、概述 膜分离技术是指在分子水平上，不同粒径的混合物在通 过半渗透膜时，实现选择性分离的技术。 半透膜又称分离膜，分离膜的特点是膜壁遍布微小孔 洞，根据孔径的大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反 渗透膜等。 膜：两相之间 的一个不连续 区间，简单地 说，膜是分隔 开两种流体的 一个薄的阻挡 层
§132膜分离 膜分离技术是近30年发展很快的一门新型的分离、浓缩、 提纯及净化技术。 膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效 节能、在生产过程中不产生污染等特点,因此在饮用水净 化、工业用水处理,食品、饮料用水净化、除菌,生物活 性物质回收、精制等方面得到广泛应用,并迅速推广到纺 织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、 发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能,在环境 保护和水资源再生方面异军突起,在环境工程,特别是废 水处理方面有着广泛的应用前景。 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 3/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 3/24 §13.2 膜分离 膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效 节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净 化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活 性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺 织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、 发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能，在环境 保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程，特别是废 水处理方面有着广泛的应用前景。 膜分离技术是近30年发展很快的一门新型的分离、浓缩、 提纯及净化技术
§132膜分离 膜分离技术适用场合:常规分离方法不能经济、 合理地进行分离 (1)化学性质及物理性质相似的化合物的混合物。 (2)结构的或取代基位置相似的异构物混合物。 (3)含有热敏性组分的混合物 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 4/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 4/24 常规分离方法不能经济、 合理地进行分离。 §13.2 膜分离 膜分离技术适用场合： （1） 化学性质及物理性质相似的化合物的混合物。 （2）结构的或取代基位置相似的异构物混合物。 （3）含有热敏性组分的混合物
§132膜分离 按膜的来源形态和结构分: 乳状液膜 液 膜(带支撑层的液膜 荷电败/复合膜 转相膜 合成膜 无孔膜一不对称膜 有机膜 不荷电膜 复合膜 「不对称膜 转相膜 多孔膜 膜 膜 对称膜 无机膜一多孔隙了不对称膜 对称膜 生物膜(原生质、细胞膜) 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 5/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 5/24 乳状液膜 带支撑层的液膜 无孔膜—不对称膜 荷电膜 不荷电膜 复合膜 转相膜 复合膜 转相膜 多孔膜 不对称膜 对称膜 不对称膜 对称膜 §13.2 膜分离 生物膜（原生质、细胞膜） 膜 合成膜 液 膜 固 膜 有机膜 无机膜—多孔膜 按膜的来源形态和结构分：
§132膜分离 膜分离技术种类 微滤MF 渗析、 超滤UF 电渗析 纳滤NF、 膜电解 反渗透RO压力驱动膜过程膜蒸馏 气体分离、 渗透蒸发 浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章其他分离过程 6/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 6/24 §13.2 膜分离 微滤MF、 渗析、 超滤UF、 电渗析、 纳滤NF、 膜电解、 反渗透RO、 膜蒸馏 气体分离、 渗透蒸发； 膜分离技术种类： 压力驱动膜过程
离子 分子 大分子 小微粒 大颗粒 含水盐溶液 炭黑 颜料 人发 成 白蛋白 细 菌 海沙 色素 烟草灰 酵母:菌 金属 离子 病毒 内毒素热精 红 血 活性灰 明 胶 球」花粉粒 胶乳/乳浊液 原子半径 石棉‖ 谷物-面粉 20.0匚 100反渗透 压 纳滤 差 超滤 0.1 微滤 MPa 普通过滤 0.01 0.00010.001 0.01 10 100 100 浙江大学本科生课程 化工原理 微粒或分稀的木小,(m) 7/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 7/24 d ( m) 微粒或分子的大小 p 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 0.01 0.1 1.0 10.0 20.0 MPa p 差 压 反 渗 透 纳 滤 超 滤 微 滤 普 通 过 滤 含水盐溶液 炭黑 颜 料 人 发 合成 色素 白蛋白 海沙 烟 草 灰 酵 母 菌 金属 离子 病 毒 细 菌 内毒素/热精 活性灰 靛 蓝 红 血 糖 明 胶 球 花粉粒 胶 乳 / 乳 浊 液 原子半径 石 棉 谷物-面粉 离 子 分 子 大分子 小微粒 大颗粒
微滤MF 微孔膜过滤(MF)是世界上开发应用最早的膜过滤技术。 聚酰胺 聚偏二氟乙烯(PVDF) 聚丙烯腈(PAN) 聚碳酸酯或磷脂酰胆碱(PC) 膜品种扩大到 聚醚砜(PES) 聚苯乙烯(PS) 聚丙烯(PP) 聚乙烯(PE) 浙江大学本科生课程 聚四氟乙烯(PTFE 化工原理 第十三章。其他分离过程 8/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 8/24 微孔膜过滤（MF）是世界上开发应用最早的膜过滤技术。 二、微 滤 MF 膜品种扩大到 聚酰胺 聚偏二氟乙烯（PVDF） 聚丙烯腈（PAN） 聚碳酸酯或磷脂酰胆碱（PC） 聚醚砜（PES） 聚苯乙烯（PS） 聚丙烯（PP） 聚乙烯（PE） 聚四氟乙烯（PTFE） ……
微滤MF 医疗 制药 饮料 实验室的微 生物工程 生物检测 应用 超纯水 分析检测 饮用水 废水处理 环保 石化 应用:主要从气相和液相物质中截留微米及亚米级的细小悬 浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等以达 净化:本分离和浓缩的目的。 化工原理 第十三章其他分离过程 9/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 9/24 应用 实验室的微 生物检测 制药 医疗 饮料 生物工程 超纯水 饮用水 环保 石化 废水处理 分析检测 二、微 滤 MF 应用：主要从气相和液相物质中截留微米及亚米级的细小悬 浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等以达 到净化，分离和浓缩的目的
微滤MF 微滤原理 在静压差的作用下,小于膜孔的粒子通过滤膜,比膜孔大的粒子则被 阻拦在滤膜面上,使大小不同的组分得以分离,其作用相当于“过滤”。 般认为MF的分离机理为筛分机理,膜的物理结构起决定性作用。 此外,吸附和电性能等因素对截留也有影响。 由于每平方厘米滤膜中约包含1千万至1亿个小孔,孔隙率占总体积的 70%80%,故阻力很小,过滤速度较快。 微滤操作压差为0.0102MPa,被分离粒子直径的范围为0.08-10μm。 °。o 国魔 (c) 图13-31气体在各种不同膜中的传递 浙江大 (a)分子扩散;(b)努森扩散;(c)分子筛分;(d)溶解扩散 10/24
浙江大学本科生课程 化工原理 第十三章 其他分离过程 10/24 微滤原理 微滤操作压差为0.01~0.2MPa，被分离粒子直径的范围为0.08~10m。 二、微 滤 MF 在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过滤膜，比膜孔大的粒子则被 阻拦在滤膜面上，使大小不同的组分得以分离，其作用相当于“过滤”。 一般认为MF的分离机理为筛分机理，膜的物理结构起决定性作用。 此外，吸附和电性能等因素对截留也有影响。 由于每平方厘米滤膜中约包含1千万至1亿个小孔，孔隙率占总体积的 70%~80%，故阻力很小，过滤速度较快