液膜分離與滲透汽化.ppt

《液膜分離與滲透汽化.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、液膜分離與滲透汽化分離過(guò)程與設(shè)備課堂報(bào)告報(bào)告人：1液膜分離1.1液膜分離過(guò)程的原理1.2液膜的形狀和分類1.3液膜分離設(shè)備1.4液膜分離技術(shù)的應(yīng)用1液膜分離液膜分離是一種快速、高效和節(jié)能的新型分離技術(shù)，它是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的。液膜分離和溶劑萃取過(guò)程相似，也是由萃取和反萃取兩個(gè)過(guò)程構(gòu)成的。但是在液膜分離過(guò)程中，萃取與反萃取是同時(shí)進(jìn)行、一步完成的。液膜分離的傳質(zhì)機(jī)理與生物膜有相似之處。在廣泛深入研究的基礎(chǔ)上，液膜分離在濕法冶金、石油化工、環(huán)境保護(hù)、氣體分離、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中，顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。1.1液膜分離過(guò)程的原理液膜分離是將第三種液體展成

2、膜狀以分隔兩個(gè)液相，原料液中的某些組分透過(guò)液膜進(jìn)入接受液，實(shí)現(xiàn)3組分的分離。液膜分離過(guò)程是由三個(gè)液相所形成的兩個(gè)相界面上的傳質(zhì)分離過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是萃取與反萃取的結(jié)合。所以液膜分離又稱液膜萃取。1.2液膜的形狀和分類液膜是分隔兩個(gè)液相的第三液相，它與被分隔液體的互溶度極小，否則液膜就會(huì)因溶解而消失。當(dāng)原料液為水溶液時(shí)，用有機(jī)液體(主要是烴類)作液膜；當(dāng)原料液為有機(jī)液體時(shí)，用水溶液作液膜。液膜與固體膜不同，它沒(méi)有一定的形狀，只是在一定條件下展開(kāi)并保持膜狀。分離操作所用的液膜有三種型式(見(jiàn)圖)。1.2液膜的形狀和分類①支撐液膜如果液體能潤(rùn)濕某種固體物料，它就在

3、固體表面分布成膜。微孔材料制成的膜片或中空纖維，用膜相溶液浸漬后，就形成固體支撐的液膜。聚四氟乙烯、聚丙烯制成的微孔膜，用以支撐有機(jī)液膜；濾紙、醋酸纖維素微孔膜和微孔陶瓷，可支撐水膜。支撐液膜的形狀、面積和厚度，取決于支撐材料。圖1支撐液膜料液相反萃相待分離的溶質(zhì)1.2液膜的形狀和分類在使用過(guò)程中，支撐體膜材料的選擇往往對(duì)過(guò)程的影響過(guò)大。目前使用的疏水性微孔膜，膜厚為25~50μm，微孔直徑為0.2~1μm。一般認(rèn)為聚乙烯和聚四氟乙烯制成的疏水微孔膜效果較好，聚丙烯膜次之，在支撐過(guò)程中，一般需要定期向支撐體補(bǔ)充膜相溶液，采用的方法通常是反萃相一側(cè)隔一定

4、時(shí)間加入膜相溶液。1.2液膜的形狀和分類②液滴膜液膜以液滴的包裹層形式處于兩個(gè)液相之間，內(nèi)相是水溶液、膜相為有機(jī)液時(shí)，稱為油包水型(w／o)液滴；反之，稱為水包油型(o／w)液滴。液滴的直徑一般為1—5mm。液滴膜僅用于實(shí)驗(yàn)研究。圖2液滴膜外相內(nèi)相膜相1.2液膜的形狀和分類③乳液膜乳狀液膜實(shí)際上可以看成是一種“水-油-水”型(W/O/W)或“油-水-油”型(O/W/O)的雙重乳狀液高分散體系。將兩個(gè)互不相溶的液相通過(guò)高速攪拌或超聲波處理成乳狀液，然后將其分散到第三液相(連續(xù)相)中。圖3乳液膜1.2液膜的形狀和分類油膜（W/O）和水膜（O/W）示意圖a—

5、—油膜（W/O），W/O/W體系；b——水膜（O/W），O/W/O體系1.2液膜的形狀和分類乳液膜的基本情況與液滴膜相同。差別僅在于乳液膜的內(nèi)相分散成許多微液滴，懸浮在膜相液中，構(gòu)成乳狀液。微液滴的直徑為1—100μm，乳狀液液滴直徑0.5—2mm。可用于工業(yè)分離。1.2液膜的形狀和分類乳狀液膜的工藝流程較復(fù)雜些，其主要步驟分為乳狀液膜制備、接觸分離、沉降澄清、破乳。預(yù)處理分離沉降處理下料制乳破乳膜相內(nèi)相新鮮內(nèi)膜原料圖4乳狀液膜工藝流程工藝流程機(jī)理將含有膜溶劑、表面活性劑、流動(dòng)載體以及其他膜增強(qiáng)添加劑的液膜溶液同內(nèi)相試劑溶液混合，可以制得所需的水包油(

6、O/W)或油包水(W/O)型乳狀液。制乳過(guò)程中主要應(yīng)注意表面活性劑加入方式，制乳的加料順序，攪拌方式和乳化器材質(zhì)的浸潤(rùn)性能等。接觸分離階段，乳狀液膜與料液混合接觸，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)分離。在間隙式混合設(shè)備中，適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣仁顷P(guān)鍵的工藝條件之一。在連續(xù)塔式接觸中(如盤(pán)轉(zhuǎn)塔)，需選擇適當(dāng)?shù)牧髁亢退?nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速，以降低塔內(nèi)的軸向混合，提高塔內(nèi)乳狀液的滯留量，從而為傳質(zhì)提供有利的條件。沉降澄清階段，是富集了被萃物質(zhì)的乳狀液與殘液之間分層，以減少兩相的相互夾帶。使用過(guò)的膜相需要重新使用，富集了被萃物質(zhì)的內(nèi)相亦需匯集，這就需要破乳。目前，一般認(rèn)為破乳采用高壓靜電凝聚法較為適

7、宜。交流和脈沖直流電源均可采用。頻率和波形對(duì)破乳速度有一定影響。1.2液膜的形狀和分類液膜分離與萃取對(duì)比：液膜分離物系的外相、膜相和內(nèi)相；萃取—反萃取物系的原料液、萃取劑和反萃劑；萃取劑是由萃取反應(yīng)劑、稀釋劑(溶劑)和調(diào)節(jié)劑所組成；膜相液由載體、膜溶劑、表面活性劑和穩(wěn)定劑所組成。1.3液膜分離設(shè)備①支撐液膜設(shè)備支撐液膜所用的支撐物有聚礬、聚四氟乙烯、聚丙烯和纖維素的微孔膜，制成平膜、毛細(xì)管中空纖維。微孔平面膜構(gòu)成的支撐液膜分離裝置采用板框式結(jié)構(gòu)。微孔管狀膜和中空纖維膜構(gòu)成的膜分離裝置，采用管殼式結(jié)構(gòu)。②乳液膜設(shè)備用乳液膜分離的流程由制乳、萃取和破乳設(shè)備

8、組成，如圖6所示。圖5管殼式結(jié)構(gòu)圖6用乳液膜分離水溶液的裝置在制乳器內(nèi)，將內(nèi)相液加到配制好的膜