膜分离与技术简介

膜分离与技术简介
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正文

1、 膜分离原理
2.常用膜材料有哪些，其特性和要求如何
3.膜分离组件及其设计
4.从天然水制备高纯水的工艺流程
5.渗透汽化与膜蒸馏
6.人工肾与人工肺
7.膜技术与氟碱工业中的应用
8.新型智能膜
1．膜分离是在20世纪初出现，20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。膜分离过程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，电位差等）时，原料侧组分选择地透过膜，以达到分离，提纯的目的。
2.常用膜材料的分类：
（1）无机膜材料：
a.致密材料：主要包括致密金属材料和氧化物电解质材料，它们都是无孔的，主要用于气体分离。气体之所以能够通过致密材料，是因为通过溶解—扩散或者离子传递机理进行的，故致密材料的突出特点是对某种气体具有良好的高选择性。
       另一类致密材料是固体氧化物电解质，这一类材料对氧具有很高渗透选择性，但是渗透通量低使其应用受到限制，如致密的ZrO2膜主要用于传感材料研究中。不过最近发展的钙钛矿型超导材料对氧的渗透通量较大，在无机膜反应器中有很好的应用前景。
b.微孔材料：主要包括多孔金属，多孔陶瓷，分子筛，多孔玻璃和活性炭等。目前用作膜的多孔金属主要有W，Ag，Ni，Ti以及不锈钢等，已有商品出售，孔径范围一般为200-500nm，厚度50-70μm，孔隙率达到60%，比起致密膜来，应用的空间大很多。多孔陶瓷是目前最引人注目也是最具有应用前景的一类无机膜材料，目前已制备出的多孔陶瓷膜材料的两个最大优点是：一是耐高温（1000-1300℃）；二是耐腐蚀。分子筛在石油化工中已经得到广泛应用。分子筛膜由于具有与分子大小相当而且均匀一致的孔径，离子交换性能，高温热稳定性，良好的择型性能和易被改变性等特点，是理想的无机膜致密分离膜（如气体分离膜，渗透汽化膜）和无机催化膜材料。
（2）有机聚合物膜材料
a.液体分离膜材料：
[1]．纤维素类：是天然高分子化合物，具有高度亲水性，而且能顽固的保持水分，是用的最早的反渗透和超滤膜材料。人们利用纤维素中的羟基的化学反应，对其进行一系列的改性。
[2]．聚酰胺类：是很大一族的聚合物，含有酰胺链段-CONH-的一系列聚合物。
[3]．聚芳香砜，酮类：特征结构式为R1-SO2-R2或R1-CO-R2，是反渗透的重要膜材料。同时由于其性能稳定，机械强度好，是许多复合膜的支撑材料
[4]．芳香杂环类：它们近年来被广泛的用来制备超滤膜，并通过改性制备纳滤膜。
b.气体分离用高分子膜材料
[1].聚酰亚胺：聚酰亚胺是具有优异的耐热性，耐溶剂性和机械性能的玻璃态聚合物，同时有优良的气体分离性能。
[2].聚芳香醚：聚芳香醚是通过2，6-二取代苯酚进行氧化偶联聚合反应得到的，只要氧气通入反应液中，聚合反应就可进行。
[3].聚三甲基硅-1-丙炔与玻璃态聚合物相比，橡胶态聚合物具有高气体渗透性和低选择性。
[4].高分子血卟啉钴络合物
3．膜分离组件及其设计
a.无机膜元件
    无机膜元件从微观角度来看，有对称和非对称两种结构。由于非对称膜元件具有处理效果稳定、机械强度高、高渗透通量等优势，因而，是目前工业化应用的主要形式。
    从几何外形来看，商业无机膜有多种形式：多通道、管式、平板式、蜂窝体等。鉴于工业化生产需要较大的过滤面积，且多通道膜元件采用的是错流过滤方式，不同于其他膜过滤形式，况且其具有安装简便、机械强度高、适合于工业化大生产应用等优点，因而多通道无机膜成为工业生产应用的主要产品。
无机膜组件
为了保证无机膜元件的正常使用，我们是要求将膜元件和膜外壳配套使用的，因此膜组件应运而生了。通常膜组件的形式按照装填膜元件的支数命名，非常简单明了。无机膜的具体应用在是在分离和反应过程中以膜组件形式出现。无机膜组件是由1根、3根、7根、19根、37根或者是更多的根数的膜元件组成，这就根据具体使用者实际生产或者实验的要求而定了。一台无机膜设备通常包括很多膜组件。
反渗透膜组件清洗技术获应用
清洗后的系统具有出水水质好、耗能低、出水效率高等特点，完全符合该公司高压锅炉补给水的各项指标。
    反渗透技术是目前国际上先进成熟、高效节能的水分离技术，广泛应用于电子、医药、电力、石油化工、海水淡化等领域的工业纯水、超纯水的制备。其原理是在高于原水渗透压的压力作用下有效地除去原水中含有的无机盐类、胶体、微生物、有机化合物等杂质，截留率高达97%～98%。
4．从天然水制备高纯水的工艺流程：
进料水的供应
水源               分析
表面水             温度
井水               季节变化

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