化工分离过程基础(zizhikejian第九章)精要.ppt

(2)当原水盐浓度过低时，溶液电阻大，耗电大，不经济。若要制纯水，可与离子交换法联合使用。 原水 机械过滤 精密过滤 电渗析 阳离子交换拄 阴离子交换拄 紫外灯灭菌 阴阳离子混合床 微孔过滤器 高纯水 9.5 电渗析 9.5 电渗析 2.海水、盐泉卤水浓缩制盐 传统法：盐田法 电渗析：占地小，投资省，劳动力省，不受地理条件的限制。 例：我国西南地区盐卤泉，冬浓、夏淡。 采用电渗析制盐，使盐浓度提高到120g/l。 9.5 电渗析 3.医药、食品工业中应用 几种类型： （1）脱出有机物 有机物：在电场中不为离子，不能通过膜。 9.5 电渗析 (2)有机物中酸的脱出和中和 H+ ：在阴极生成H2排除； 酸根：渗析出去后排除。 例：除去果汁中过量的柠檬酸 将原料通入两侧都为阴膜的脱酸室 9.5 电渗析 结果 + H 酸根 - HO - + + H 阴膜 阴膜 4.废水处理 含有酸、碱、盐废水处理 （1）从金属酸洗液中回收酸与金属； （2）电镀废水中回收铜、镍、铬等金属； （3）从合成纤维废水中回收ZnSO4，Na2SO4； （4）造纸废水中回收碱等； （5）放射性废水处理。 5.离子膜电解 电解食盐制造NaOH 9.5 电渗析 9.5 电渗析 6. 9.5 电渗析 A：阴膜 C：阳膜 AX+BY AY+BX 返回 9.5 电渗析 9.6.1 气膜分离 利用气体混合物中各组分在致密膜中渗透速率的不同使各组分分离的过程。 基本原理：溶解——扩散模型 1. 在膜高压侧，气体混合物中的渗透组分溶解在膜的表面上； 2. 从膜的高压侧通过分子扩散传递到膜低压侧； 3. 在低压侧解吸到气相。 9.6 其它膜分离 9.6.2 液膜分离 将第三种液体展成膜状分隔两个液相，由三液相所形成的两个相界面上的传质分离过程。 传质机理：二步萃取过程： 从原料液到膜液； 再从膜液到接受液。 9.5 电渗析 返回 9.5 电渗析 * 膜分离的应用 从20世纪初到20世纪90年代，膜技术基本已经从实验室步入工业化，并在水处理、食品工业、环境保护、化工与石油化工、电子、冶金、国防……等领域得到成功的应用。目前全球膜产业的规模超过百亿美元，而且以每年30％的速度递增着。 9.1 膜分离概述 * 浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要 除去溶剂；（截留物为产物） 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续 取出，能提高反应速率或提高产品 质量。 膜分离的应用 9.1 膜分离概述 * 膜 海水淡化 工业废水处理 城市废水资源化 天然气 生物质利用 能源 水资源 传统工业 生态环境 除尘 CO2 控制 制药 食品 化工与石化 电子 冶金 燃料电池 洁净燃烧 膜分离的应用 * 膜技术的工业应用 工业领域 应用举例 金属工艺 金属回收；污染控制；富氧燃烧 纺织及制革工业 余热回收；药剂回收；污染控制 造纸工业 代替蒸馏；污染控制；纤维及药剂回收 食品及生化工业 净化；浓缩；消毒；代替蒸馏；副产品回收 化学工业 有机物除去或回收；污染控制；气体分离；药剂回收和再利用 医药及保健 人造器官；控制释放；血液分离；消毒；水净化 水处理 海水、苦咸水淡化；超纯水制备；电厂锅炉用水净化；废水处理 国防工业 舰艇淡水供应；战地医院污水净化；低放射性水处理；野战供水 9.1 膜分离概述 * 膜分离技术应用中需注意的几个问题 ? 膜材料的选择 ? 膜孔径或截留分子量的选择 ? 膜结构选择 ? 组件结构选择 ? 溶液pH控制 ? 溶液温度影响 ? 溶质浓度，料液流速与压力的控制 9.1 膜分离概述 1.1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。 2.1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。这种过滤可称为超过滤。按现代观点看，这种过滤应称为微孔过滤。 3.然而，真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年，米切利斯（A. S. Michealis）等人用各种比例的酸性和