《膜分离补充》PPT课件

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1、膜分离膜分离湖南中医药大学制药工程教研室膜分离膜分离“21世纪的多数工业中，膜技术扮演着战略的角色”“谁掌握了膜技术，谁就掌握了21世纪的未来”膜分离膜的发展历史1748年AbbleNelkt发现水能自然地扩散到装有酒精的猪膀胱内，首次揭示了膜分离现象；1827年Dutrochet引入名词渗透（Osmosis）；1861年Schmidt提出超滤概念；1864年Traube成功研制了人类历史上第一张人造膜（亚铁氰化铜膜）1918年Zsigmondy提出了商品微滤膜的制备方法，并将其应用于微生物、微粒等方面的

2、分离和富集；膜分离膜的发展历史1950年W.Juda成功研制了第一张具有实用价值的离子交换膜；1960年Loeb和Sourirajan研制出第一张不对称的醋酸纤维素反渗透膜，导致了膜分离技术进入了实用和装置的研制阶段；1967年以后在美国、丹麦、日本等国出现了多家膜及其组件的生产厂家，逐渐开始了膜分离技术的规模应用。膜分离膜的发展历史我国1958年开始研究离子交换膜和电渗析。1966年开始研究RO、UF、MF、液膜、气体分离等膜分离过程应用与开发研究。80年代后期又陆续开展了渗透汽化、膜萃取、膜蒸馏和膜反

3、应等新膜过程的研究，并着手进行膜技术的推广应用工作。膜分离膜的发展历史国内主要的膜研究和推广单位：1）气体分离：大连化学物理研究所（天邦膜公司）2）液体分离：杭州水处理技术中心（西斗门公司）天津纺织工学院（膜天公司）3）无机膜：南京工业大学（久吾高科）中国科技大学膜分离膜的概念膜：是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。--膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体--被膜分开的流体相物质是液体或气体--膜的厚度应在0

4、.5mm以下，否则不能称其为膜膜分离分离膜应具备的四个基本条件(1)分离性——三个要点①分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过的能力(具有分离作用)。②分离能力要适度。因为膜的分离性能和渗透性能是相互关联的，分离性能提高，渗透量下降，这样就提高了操作费用。③膜分离能力主要取决于膜材料的化学特性、膜的形态结构和操作条件。膜分离分离膜应具备的四个基本条件(2)透过性分离膜的透过性能是它处理能力的主要标志。工业上，透过量不能过低，否则经济上不合算。(3)物理、化学稳定性(4)经济性分离膜的价格要合理。价格取决于

5、材料和制造工艺。不少高聚物很具特色，但价格太贵，无法作为商品。膜分离膜材料天然材料：膀胱膜合成高聚物：纤维素类（醋酸纤维素、硝酸纤维素、醋酸丙烯纤维素、再生纤维素）、聚砜类、聚酰胺类、聚烯烃类、芳香杂环类、硅橡胶类、含氟高分子、聚碳酸酯等无机膜：玻璃膜，金属及其氧化物膜，陶瓷膜等膜分离膜材料醋酸纤维的特点：①透过速度大②截留盐的能力强③易于制备④来源丰富⑤不耐温（30℃）⑥pH范围窄，清洗困难⑦与氯作用，寿命降低⑧微生物侵袭⑨适合作反渗透膜膜分离膜材料聚砜膜的特点：（1）温度范围广：最高达120℃（2）p

6、H范围广：1～13（3）耐氯能力强（4）孔径范围宽（5)操作压力低（6）适合作超滤膜膜分离膜材料聚酰胺类膜的特点：聚酰胺含有酰胺基团（-CO-NH-）,亲水性好,且其机械稳定性、热稳定性及水解稳定性均很好,是最典型的反渗透膜材料之一，但同样不耐氯。与醋酸纤维素反渗透膜相比,它具有脱盐率高、通量大、操作压力要求低、pH范围广4～11。膜分离膜的保存主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在

7、均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。膜分离膜分离优点:1)、能耗低。膜分离不涉及相变，对能量要求低，与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异；2)、分离条件温和，对于热敏感物质的分离很重要；3)、操作方便，结构紧凑、维修成本低、易于自动化。膜分离膜分离缺点1)、膜面易发生污染，膜分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法；2)、稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，故使用范围有限；3)、单独的膜分离技术功能有限，需与其他分离技术连用。膜分离过程名称分离推动

8、力膜分离机理微滤（MF）0.1μm以上的颗粒压力差0.05～0.5MPa筛分超滤（UF）0.02μm以上的粒子或分子量大于500压力差0.1～1MPa筛分纳滤(NF)糖类等小分子有机物、二价盐及多价盐压力差0.5~2MPa溶解扩散反渗透(RO)水-溶盐分离压力差1~10MPa溶解扩散气体分离(GP)混合气体分离压力差0.1~10MPa溶解扩散渗析(DL)水——溶盐分离浓度差溶解扩散筛分电渗析(ED)水——溶盐分离电位差离子膜逆