膜分离技术及其应用领域分析(共4页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上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
2、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
3、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。表 1 膜分离种类分析种类膜的功能分离驱动力透过物质被截流物质微滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂和溶解物悬浮物、细菌类、微粒子、大分子有机物超滤脱除溶液中的胶体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、胶体、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及低分子物质压力差水和溶剂无机盐、糖类、氨基酸、有机物等透
4、析脱除溶液中的盐类及低分子物质浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、糖类、氨基酸、有机物等电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过液体三、膜分离技术的用领域分析膜分离技术作为一种能耗低、设备简单、操作方便和分离性能好的分离技术,正日益受到广泛的关注。由于其兼有分离、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
5、益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。1、在化工行业中的应用近年来膜分离技术在化工各个分支行业中的迅速发展,使得该技术日趋成熟,同时也促进了化工行业的发展。在此领域已开发应用的主要四大膜分离技术为反渗透、超滤、微滤、电渗,这些膜过程的装置设计都较为成熟,已有大规模的工业应用和市场。由于各国普遍重视环境保护和治理,因而微滤和超滤分离在化工生产中的应用非常常见,广泛应用于水中细小微粒,包括细菌、病毒及各种金属沉淀物的去除等。例如:目前国内一些磷肥生产企业采用微滤膜分离去除磷石膏废水中含氟的化合物。膜分离技术使得石油化工中的污染、资源利用及产品质和能耗等各方面都有了较大的改进。例在合成
6、氨的生产中,每天将有大量氢气被混在施放气中白白地掉。20年前国外开发的一种叫(Prism)的氢反应器解决了这个问题。它进料气的氢浓度大约是60%,经聚型中空纤维复合膜的分离,回收氢的平均浓度接近90%,氢的回收率通常都在95%以上,有的已达98.5%。膜分离技术在化工、石油天然气工业中具有十分广阔的前景,它对于生产设备的优化及提高经济效益也都有着十分重要的作用尽管此项技术有待于进一步的探索研究,但作为一门新兴科学在不远的将来终究会在化工及石油天然气中发挥巨大的作用。2、在食品工业中的应用膜分离技术最突出的特点是高效节能,它可在常温下实现对各组分的分离、提纯、浓缩,因此它尤其适合在食品加工业中应
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