有机结构分析1-分离技术.ppt

1.8 超临界流体分离技术 1.8.1 超临界流体(SF)及其物理性质 流体 液体 固体 气体 T A B C AT, BT, CT T, C, Pc, Tc; η, D; ρ, 溶解度 离子交换膜的结构: 化学结构: 固定部分—高分子母体(基膜) 离子交换基(固定离子) 活动部分—可离解离子(反离子) 物理结构: 孔隙结构 交联结构 接枝结构 缠绕结构 离子交换膜的基本原理: 膜作用—孔隙作用 静电作用 扩散作用 外力作用 电泳涂漆 电泳 感光乳剂处理 果汁脱酸、无机与有机化学 药品制备 置换 同位素分离、同符号同价离子分离、 两性元素分离、显影剂废液回收、放 射裂变元素铼分离、钯/金/锆分离 电镀废液或漂洗液中Cu、 Ni、Cd、Zn的分离与酸的回 收、废液中碱的回收 分离 浓缩海水制盐 浓缩 糖类脱盐、液晶脱盐、蛋白质精制、 海藻中提碘、铜络合物脱盐 海水淡化、苦咸水淡化、初 级纯水制备、中强放射性废 水处理、脱脂乳和乳清脱 盐、酱油/血清/疫苗/氨基酸脱 盐 脱盐 试验阶段 工业应用 用途 离子交换膜电渗析技术应用概况 1.4 ~ 2.0 1.2 ~ 1.6 0.2 ~ 0.4 20 ~ 50 500 自来水 0.5 ~ 1.2 0.3 ~ 0.6 0.2 ~ 0.6 200 ~ 500 500 ~ 1000 自来水 0.7 ~ 9.5 0.4 ~ 3.5 0.3 ~ 6.0 500 1000 ~ 10000 苦咸水 7.5 ~ 20.0 3.5 ~ 5.0 4.0 ~ 15.0 500 10000 ~ 30000 苦咸水 16.0 ~ 26.0 4.0 ~ 6.0 12.0 ~ 20.0 500 35000 海水 合计 动力电 直流电 产水 原水 耗电 (kWh/m3) 脱水范围 （mg/L） 处理 水质 电渗析法处理不同水质的耗电参考数据 1.6.3 反渗透与超滤分离技术 225936 62.8 多级闪蒸法 115863 32.2 电渗析法 92048 25.6 溶剂萃取法 33472 9.3 冷冻法 16911 4.7 反渗透法 （回收率30%） 12593 3.5 反渗透法 （回收率40%） 2577 0.72 理论功 需要消耗的能量 (kJ/m3) 需要消耗的动力 (kWh/m3) 分离方法 海水淡化所需的能量 反渗透与超滤膜膜材料: 醋酸纤维素(Cellulose acetate, CA): 30000 ~ 60000个 β-葡糖甙单元的长链 b. 芳香聚酰胺: 适用pH范围大(4 ~ 10) c. 聚砜: 可用于强碱性溶液(pH为1 ~ 11) d. 动力膜(动态膜): 有机和无机聚电解质, 如聚丙烯酸, 聚乙烯吡啶, 聚苯乙烯磺酸, 聚乙烯吡咯烷酮, 氢氧化物 34.25 盐类合计 12.62 总阳离子 21.86 总阴离子 26.69 NaCl 0.026 H2BO3– 0.72 KCl 0.0133 Sr2+ 0.0013 I– 3.28 MgCl2 0.38 K+ 0.065 Br– 0.08 MgBr2 0.47 Ca2+ 0.14 HCO3– 2.10 MgSO4 1.27 Mg2+ 2.64 SO42– 3.28 CaSO4 10.56 Na+ 18.98 Cl– 浓度 (g/kg) 盐类 浓度 (g/kg) 离子 浓度 (g/kg) 离子 苦咸水: 含盐量 1000 ppm; 或含氯化物 800 ppm; 或含硫酸盐 400 ppm 海水中的主要成分 1 697 176 总硬度(ppm), 算成CaCO3 3415 3680 920 总溶解物(ppm) 0.6 58.5 17.5 SiO2 (ppm) 2.2 295 64.4 SO42– (ppm) 20.3 1890 468 Cl– (ppm) 0.1 51.0 14.6 K+ (ppm) 13.8 88.2 230 Na+ (ppm) 8.4 19.9 52.7 M—碱度(ppm), 算成CaCO3 77 5710 1530 电导率(MΩ–1cm–1) 6.2 6.2 7.3 pH值 7 浊度 生产水 浓缩水 原水 项目 日本鹿岛制铁反渗透苦咸水淡化装置水质分析 1.6.4 纳米滤膜技术 UF: 1 ~ 20 nm, 1000 ~ 100000, 筛分 NF: 2 nm, 200 ~ 2000 (300 ~ 1000