现代分离技术论文
《现代分离技术》课程论文
膜分离技术的研究与应用
摘要：近几年来，随着科技的发展，膜分离技术以其装置简单，操作方便的优点在各行各业得到广泛应用。本文主要阐述了膜分离技术的原理、特点、发展历史及其在工业生产、食品工业、制药行业和海水淡化等领域的应用，并简述了膜分离技术的未来发展方向。
关键词：膜分离技术；膜分离技术的应用；微滤；纳滤；超滤；反渗透
1 膜分离技术的国内外研究历史[1]
膜分离现象早在250多年以前就被发现, 但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。其大致的发展史为: 20世纪30年代微孔过滤；40年代渗析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤; 80 年代气体分离；90年代渗透汽化。数十年来, 膜分离技术发展迅速, 特别90年代以后,随着膜 (TFC 膜) 的研制成功, 膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术, 已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。
我国膜技术始于上世纪 50 年代末，1966年聚乙烯异相离子交换膜在上海化工厂正式投产。1967年用膜技术进行海水淡化工作。我国在70年代对其它膜技术相继进行研究开发( 电渗析、反渗透、超滤、微滤膜) ，80年代进入应用推广阶段。中国科学院大连化物所在 1985年首次研制成功中空纤维氮气氢气分离器，现已投入批量生产。我国在1984年进行渗透汽化研究，1998年我国在燕山化工建立第一个千吨级苯脱水示范工程。中国科技部把渗透汽化透水膜、低压复合膜、无机陶瓷膜及天然气脱湿膜等列入”九五”重点科技攻关计划，分别由清华大学、南京化工大学及中科院大连化物所、杭州水处理中心承担，进行重点开发公关。1998年10月国家发改委在大连投资兴建国家膜工程中心，技术上以中国科学院大连化物所为依托。
经过20年的努力, 中国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值, 接近或达到国际先进水平的成果。但从总体上讲, 中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距, 需进一步研究开发。
2膜分离技术概述
2.1膜分离技术原理
膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术。
2.2膜分离技术分类
微滤: 膜孔径大约 0.1μm，主要从气相和液相物质中截留微米及亚微米的细小悬浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等，以达到净化和浓缩的目的。它属于压力驱动型的膜分离过程，工作时，在膜两侧静压差的作用下，小于膜孔的粒子透过膜，大于膜孔的粒子则被截留在膜的表面上，使大小不同的粒子得以分离。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。“筛分”作用的普遍看法是：比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。
超滤: 膜孔径在 10-100 nm，主要用于分离液相物质中诸如蛋白质、核酸聚合物、淀粉等大分子化合物、胶体分散液和乳液等。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，但膜表面的化学物质也是影响分离的一个重要因素。超滤过程与微滤类似，也是膜表面上的机械截留( 筛分) 、在膜孔中的停留( 阻塞) 、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。不过其膜孔更小、过滤精度更高, 实际操作压力比微滤略高。
纳滤: 膜孔径在 1-10 nm, 是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，主要用于二价或多价离子及分子量介于200-500之间的有机物的脱除。纳滤膜的分离机理模型目前的看法有: 空间位阻—孔道模型，溶解扩散模型、空间扩散模型、空间电荷模型、固定电荷模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的，因此其分离机理在存在共性的同时，也存在差异。
反渗透: 膜孔径小为 1 nm，它仍是一种压力驱动的膜过程, 与其他压力驱动的膜过程相比，反渗透是最精细的过程，因此又称“高滤”。它过滤的实质是利用反渗透膜具有选择性透过溶剂而截留离子物质的性质。分离的过程是依靠膜两侧的静压力差为推动力，用以克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离。它主要用于水的脱盐、软化、除菌等。它的分离机理与其它压力驱动膜过程有所不同，分离过程除与孔的大小有关外，还取决于对透过组分在膜中的溶解、吸附和扩散，因此与膜的化学、物理性质以及透过组分与膜之间的相互作用有很大关系。此外，还有其他几种膜，如表一所示：
表一其他膜分离技术
膜分离技术原理推动力（压力
差）/kpa
透过组分截留组分膜类型处理物质形态
电渗透离子交换电化学势-渗
透小离子组分大离子和水离子交
换膜
液体
膜蒸馏传质分离蒸汽压差挥发性组分离子、胶体、
大分子等不会
挥发组分和无
法扩散组分多孔疏
水膜
液体或者气体
液膜溶解扩散浓度差可透过组分无法透过组分液膜液体
渗透汽化溶解扩散浓度差膜内易溶解
或易挥发组
分不易溶解或不
易挥发组分
均质膜、
复合膜
或非对
称膜
进料为液态，渗
透为气态
3膜分离技术在各行业的应用及研究进展
3.1膜分离技术在化工生产的应用
含氟化合物去除中的应用。目前很多磷肥生产企业会利用膜微滤技术将磷石膏废水中的一些含氟化合物去除，膜分离技术可以有效截留大分子溶质，微粒在0.05-10um左右也可以去除。以往在废水中加入石灰乳，废水中的氟化合物中和以及沉淀的效果并不理想，很难符合标准的排放要求（10mg/L）。而且传统的石灰乳处理废水的过程相当繁琐，时间也比较长。但是通过将膜微滤技术处理废水中的含氟化合物，只需要在膜分离器中放置石灰乳，还有废水进行中和反应后的微粒即可。通过膜微滤技术处理的废水含氟量大概只有6mg/L左右，远远小CaF
2
于10mg/L，符合废水排放标准，这样废水也可以循环应用。
在废气粉尘回收中的应用。在工业生产过程中很容易产生大量的粉尘，对周围环境会造成严重的污染。比如，若采用旋风分离器或者普通袋滤器来处理水泥窑尾气，尾气的粉尘含量经处理后大概是90-115mg/m3，这样形成的系统阻力介于1.5-2.0kPa左右，并不满足国家排放标准，同时由于尾气含水量较大，若短时间内温度急剧下降，极易导致生产设备堵塞，对生产造成严重影响。但是若采用膜微滤分离技术处理，废气粉尘含量可降低至 4.3mg/m3，而系统阻力只是在1.00kPa左右，完全满足国家排放标准要求，同时可减少生产设备堵塞现象，大大提高生产效率。其次，膜微滤分离器至少会有3年以上使用寿命，比较经济、节能。在磷肥生产、磷酸氢钙干燥窑尾气、石灰窑、钛白粉生产、磷铵生产等诸多方面粉尘处理中都有所应用。
此外，在工业废水如含油废水、染料废水、造纸废水、重金属废水、高浓度的有机废水处理过程中，膜分离技术都有广泛应用。
3.2膜分离技术在食品工业的应用[2]
反渗透、超滤技术在乳制工业中的应用的最主要是：乳清蛋白的回收、脱盐和牛乳的浓缩。此外，膜分离技术在饮料工业中的应用也十分广泛：以普通蒸发法浓缩的果汁，在蒸发过程中，原果汁所含的水溶性方向物质及维生素等几乎全部被破坏、损失。当采用反渗透设备在10MPa的操作压力下处理柑橘和苹果等果汁，得到固形物损失率小于1%的浓缩果汁，其芳香物及维生素等得到很好的保存。而超滤主要用于果汁的澄清:如靠压榨生产的苹果汁，含有12%的固体包括糖、苹果酸、淀粉、果胶和酚类化合物。超滤后果汁的得率可达到96%以上，且超滤加工时间很短，操作简单，节省人力和储罐设备。同时，通过超滤也除去了果汁中的细菌、霉菌、酵母和果胶等，故超滤后的果汁可有2年的货架寿命，保存时间远远超过通过传统工艺制作的产品。
此外，膜分离技术在油脂加工、豆制品加工、淀粉加工、制糖工业、酿酒工业等方面，膜分离技术都有应用。
3.3膜分离技术在制药行业中的应用
近几年，国内应用膜分离纯化微生物药物主要有以下几种方式：一是用溶剂萃取抗生素后,萃取液用疏水性纳滤膜处理,浓缩抗生素,可改善操作环境;二用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩,除去水和无机盐,再用萃取剂萃取,可大幅度提高萃取过程的生产能力,减少萃取剂的用量。还有多层液膜分离技术的应用，同时还有组合分离: 超滤和纳滤膜组合分离、超滤、纳滤和转相组合分离、超滤和反渗透膜组合分离等。[3]
但是目前膜分离技术在该行业中应用仍十分受限。原因有:一是作为一种迅速发展起来的新型分离技术，膜分离过程本身仍存在许多技术问题，诸如高分离因子及高渗透通量膜的制备，高稳定性,耐污染清洗膜组件的研制；二是发酵液
是一种复杂的介质，黏度、浓度和颗粒大小都不一样，甚至会有多种与主产品高度相似的副产品，对膜分离的选择性有很高要求；三是医药行业对卫生要求极严，膜容易被污染；最后试验采用的膜组件应由自制转向标准化,这将有利于试验结果的可靠性的提高。
另外，膜分离技术还应用于中药生产,它具有许多传统方法无法比拟的优点:分离过程简便,且不需加热,适用于热敏性物质的分离；分离效率高；不消耗有机溶剂，可以缩短生产周期，降低成本,降低环境污染；分离选择性高；可实现连续化和自动化操作，满足中药现代化生产的要求。膜分离技术在中药领域中的应用将推动中药现代化发展进程，同时还能提高我国中药的附加值，有利于中药出口。
3.4膜分离技术在海水淡化中的应用[4]
渗透膜分离技术主要包括正渗透技术（Forward osmosis,FO）和反渗透技术(Reverse osmosis,RO)。目前的海水淡化处理主要是RO 技术，但是RO技术需要高压操作，能耗较高，且对预处理要求严格，运行成本高，还伴有二次污染，而FO技术只依靠渗透压，无需外界压力，能耗低，无二次污染，有望共同解决淡水资源问题。目前，RO技术每生产 1000加仑纯水是2-4美元，能耗10-60 kJ,能耗很高；FO技术能耗为0.84 k Wh· m-3，比RO低72.1%。我国浙江舟山六横岛和河北曹妃甸日产10万吨 RO技术相继投产，1990年美国RO技术水处理量每天逾300万吨。但是，由于正渗透膜过程存在的内浓差极化，膜污染和溶质逆向扩散等问题，使得该技术的工业化尚有一定距离。
4膜分离技术特点及发展方向
从膜分离技术的工作原理和实际应用可以归结出膜分离技术的特点。
优点:(1)膜分离技术是一种节能技术，膜分离过程不发生相变化；(2)膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行分离过程，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品分离、浓缩、精制等；(3)膜分离技术适用分离范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级等都有其用武之地，其关键在于选择不同的膜类型；(4)膜分离技术由于只是以压力差作为驱动力。因此，该项技术所采用装置简单，操作方便。
缺点:膜容易污染和劣化。处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜发生物理化学相互作用或因浓度极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度及机械作用而引起膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化。
所以，今后的研究趋势将是分离技术的高效集成化。从影响膜分离在实际操作中迅速应用发展的主要障碍出发，解决膜的污染、堵塞问题。由于原料液的粘度很高，使膜通量衰减严重，无法继续分离，更不用说投入工业化大生产。要实现生物制品提纯的规模性应用，还要取决于相关方面的发展，如膜污染机制研究，性能优良、抗污染膜材料的研究。多种类型的膜分离技术在生化产品应用中协同发展，超滤、纳滤、微滤技术联用，取长补短，实行多级分离是发展的趋势。
5 结语
经过近半个世纪的发展，膜分离技术已完成了从实验室到大规模工业应用的转变，开始在工业生产中发挥举足轻重的作用。但它毕竟是一门涉及多学科的高新技术边缘学科，在理论和实际应用方面还需要进一步研究。
膜分离技术作为一种新型和高效的水处理技术受到各国水处理研究者的普遍重视，并取得了许多成功经验。今后随着膜制备技术的不断提高膜分离在环境化工、食品医药等领域必将得到更为广泛的应用。
参考文献：
[1]岳志新，马东祝，赵丽娜,等.膜分离技术的应用及发展趋势[M].云南地理环境研究: 2006.9(5):52-57.
[2]陈海军.膜分离技术及其在食品工业中的应用[J].恩施职业技术学院学报:综合版:2008(2):53-55.
[3]顾觉奋.膜分离技术在微生物制药中的应用[M].中国抗生素杂志：2005.1(1):26-31.
[4]陶宇，李亚冰.正渗透膜分离技术在海水淡化中的应用[M].广州化工:2015.1(1):22-25.
现代分离科学与技术复习题(1)
1、名词解释 1)分配系数，指一定温度下，处于平衡状态时，组分在流动相中的浓度和在固 定相中的浓度之比，以K表示。分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中，K有不同的概念：吸附色谱法为吸附系数，为选择性系数（或称交换系数），凝胶色谱法为渗透参数 2)絮凝，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快的，达到固 -液分离的目的，这一现象或操作称作 3)层析分离，是利用各组分（、、分子的形状与大小、分子的电荷性与）的不 同，将多组分混合物进行分离的方法。主要是利用不同物质在固定和流动相上的亲和性差异，利用移动速度的不同进行分离。 4)吸附分离，吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能 力，使其富集在吸附剂表面，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程 5)分子印迹技术分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分 子(印迹分子) 完全匹配的聚合物的实验制备技术。 6)反渗析，利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）的性质，对溶液 施加压力，克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。 7)共沉淀分离，共分离法是富集痕量组分的有效方法之一，是利用溶液中主沉 淀物（称为）析出时将共存的某些微量组分载带下来而得到分离的方法 8)离子交换分离，通过分子中的活性离子将溶液中带相反电荷的物质吸附在离 子交换剂上，然后用适当的洗脱溶剂将吸附物质再从离子交换剂上洗脱下来，达到分离的目的。 9)沉降分离，在外力场作用下，利用分散相和连续相之间密度差，使之发生相 对运动而实现非均相混合物分离。 10)液膜分离，液膜萃取，也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个 液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接收液，从而实现料液组分的分离。 11)临界胶团浓度，分子在溶剂中缔合形成的最低浓度 12)液膜分离， 13)反相色谱，根据流动相和相对不同，液相色谱分为和反相色谱。流动相大于 固定相极性的情况，称为反相色谱。合相色谱可作反相色谱。
新型绿色化工分离技术及其应用
新型绿色化工分离技术及其应用 摘要：伴随着能源危机、环境污染，现在对资源利用与清洁生产提出较高要求，此也推动了新型绿色分离技术的快速发展。文章则主要介绍了膜分离技术、分子蒸馏技术及超临界萃取技术的原理及应用。 关键字：新型绿色分离技术膜分离技术分子蒸馏技术超临界萃取技术 前言 化工分离技术是化学工程的一个重要分支,石油炼制、塑料化纤、同位素分离,以及生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物, 需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯，它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。伴随着煤炭与石油危机引起的能源危机，对资源利用与清洁生产也提出了要求，这就对分离技术的要求越来越高。正是人们希望采用更高效的节能、优产的方法以及所采用的过程与环境友好，推动了新型分离技术的快速发展。文章对膜分离技术、分子蒸馏技术和超临界萃取的应用进行阐述。 1膜分离技术 近20年来膜技术发展及其迅速，已从单独的海水与苦咸水脱盐，纯水及超纯水的制备，工业用水的回用，逐步拓展到环保、化工、医药、食品等领域中，发展前景备受关注。膜分离技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点，在水处理领域具有相当的技术优势[1]，是现代分离技术中一种效率较高的分离手段[1,2,3]。目前常见的膜分离过程课分为以下几种：微滤（Microfiltration，MF），超滤（Ultrafiltration，UF），纳滤（Nanofilatration，NF），反渗透（Reverseosmosis，RO），电渗析（Electrodialysis，ED）等。 1.1微滤 1.1.1微滤原理 微滤又称精过滤，其基本原理属于筛网状过滤，在静压差的作用下，利用膜的“筛分”作用，小于膜孔的粒子通过滤膜，大于膜孔的粒子则被截留到膜面上，
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分离技术论文 目录 一．超临界萃取技术的简介 二．超临界萃取技术的原理 三．超临界萃取技术的特点 四．超临界萃取技术的技术应用 五．超临界萃取技术的装置 六．综述 一．超临界萃取技术的简介 超临界为超临界流体，是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。 温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。二．超临界萃取技术的原理 所谓超临界流体，是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。 超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化物。该技术除可替代传统溶剂分离法外，还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离，因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。超临界流体的萃取流程 三．超临界萃取技术的特点 （1）、超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来； （2）、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天
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第一章膜分离 1.什么是分离技术和分离工程？ 分离技术系指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。 在工业规模上，通过适当的技术与装备，耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。 2.分离过程是如何分类的？ 机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离 第二章膜分离 1.按照膜的分离机理及推动力不同，可将膜分为哪几类？ 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗 析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 2.按照膜的形态不同，如何分类？ 按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜。 3.按照膜的结构不同，如何分类？ 按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜。 4.按照膜的孔径大小不同，如何分类？ 按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜。 5.目前实用的高分子膜膜材料有哪些？ 目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。 6.MF（微孔过滤膜）,UF（超过滤膜）,NF（纳滤膜）,RO（反渗透膜）的推动力是什么？ 压力差。 7.醋酸纤维素膜有哪些优缺点？ 醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、碱存在下易发生水解。纤维素醋类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 8.醋酸纤维素膜的结构如何？ 表皮层，孔径（8－10）×10－10m。过渡层，孔径200×10－10m。多孔层，孔径（1000－4000）×10－10m 9.固体膜的保存应注意哪些问题？ 分离膜的保存对其性能极为重要。主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。 10.工业上应用的膜组件有哪几种？ 工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。 11.在上述膜组件中装填密度最高的是那种？料液流速最快的是那种？ 中空纤维式，管式。 12.什么叫浓差极化？如何消除浓差极化现象？ 在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。 它是一个可逆过程。只有在膜运行过程中产生，停止运行，浓差极化逐渐消失。
现代分离技术 课程考核
课程考核 第一部分：课程总结 第二部分：综述论文 膜分离技术的研究进展与应用展望 The Research Progress of Membrane Separation Technology and its Application Prospect 课程：现代分离技术 姓名： 学号： 专业：化学 指导老师： 电话：
第一部分： 课程总结 《现代分离技术及应用》是一门理论性和应用性很强的专业拓展教育课，通过本课程的学习，可以全面的了解分离技术在化学以及其它学科发展中的重要作用，熟悉和掌握现代分离技术的基本理论、方法以及在分析和化学工业中的应用。了解现代分离技术的最新研究方向。 在第一章“分离与富集概论”中，讲述了现代分离科学的重要性、研究对象等一些基本知识点。还介绍了分离科学与分析的联系、分离富集依据及方法、分离富集效果评价、分离富集技术的发展趋势等内容。通过这一章节的学习，我们要重点掌握以下三点：1.分离科学在化学及其它学科中的重要性。2.组分进行分离的依据及必要条件。3.分离科学的发展趋势。 从第二章“蒸发与挥发”中，我们学习到了蒸馏分离和挥发分离两种有效的利用物质挥发性的差异分离共存组分的方法，主要讲解了蒸馏类型及原理、相对挥发度、理论塔板数和芬斯克方程及蒸馏分离方法等内容。 第三章“沉淀与结晶分离”先讲述的是沉淀分离技术，沉淀分离法是在试料溶液中加入沉淀剂，使某一成分以一定组成的团相析出，经过滤而与液相分离的方法。沉淀分离是一种可以起到浓缩与分离的双重作用最重要的分离方法之一。并学习了沉淀的生成过程、晶形沉淀与胶体等知识。第二节是结晶分离技术，这是化工、生化、轻工等工业生产中常用的制备纯物质的精制技术。第三节讲到了蛋白质的沉淀分离，无论是实验室规模还是工业生产，蛋白质沉淀法都得到了普遍应用。 溶剂萃取是分离液体混合物常用的单元操作，它不仅可以提取和增浓产物，还可以除掉部分其他类似的物质，使产物获得初步纯化。它是利用物质在不同的溶剂中的溶解度不同和分配系数的差异，使物质达到相互分离和富集的方法。在第四章“溶剂萃取”中，我们学到了溶剂萃取的基础、待征参数、体系类型、提高萃取率及选择性的方法、溶剂萃取过程及设备和常用萃取体系及应用实例等知识点。
泡沫分离技术的应用(论文)
泡沫分离技术的应用及研究进展 摘要：泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一，介绍了泡沫分离技术的应用，介绍了此技术可分离细胞，可分离富集蛋白质体系，泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水，泡沫分离_Fenton 氧化处理炼油废水，两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺，聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金，硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收，超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究，重点研究了此技术分离皂苷的有效成分。 关键词：泡沫分离；富集蛋白质；泡沫浮选法；两级泡沫分离；聚氨酯泡沫塑料分离；超滤与泡沫分离 0 前言 泡沫分离技术可用于分离各种物质——小到离子而至粗大的矿石颗粒。泡沫浮选法精选矿石已有60年以上的历史。虽然1937年Langmuir 等已发现离子也有可能应用浮选来提取,可是直到1959年才由Sebba提出泡沫浮选也可能应用于分析技术中。但实际应用于分析分离还只是近十年左右才实现的。到目前为止已对Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、
Cr、Cu、F、Fe、Hg、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Pd、Pm、Ra、Re、Sb、Th、U、V、W等元素以及一些有机物的泡沫分离作了广泛的研究。 1 泡沫分离技术的简介 泡沫分离技术是通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相结合的任何物质吸附作用使气泡表面的溶质浓缩，清除在液体表面上形成的泡沫，即可除去被浓缩的物质。泡沫分离是吸附性气泡分离技术中的一种，由于气泡能够以极少量的液体提供极大的表面积，因此如果某种溶质能够选择性地吸附在气液界面，该溶质在泡沫中的浓度将大于其在主体液相中的浓度。这种技术最初用于矿物浮选、污水处理等领域。近年来，基于其在生物医药和食品工业领域的巨大应用潜力，泡沫分离技术在生物分离特别是分离稀溶液中蛋白质的过程中受到了越来越多的关注，因此泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一。泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。人们
分析化学中的分离技术课程论文。
离子液体及其在萃取中的应用 姓名: 许文洁专业: 物理化学学号: 030130248 摘要：环境问题日益成为人们关注的焦点。离子液体作为一种绿色溶剂可以较好的解决原有的挥发性有机溶剂造成的环境污染问题。本文阐述了离子液体在萃取分离中的应用进展。重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子和生物分子及燃料脱硫方面的应用研究。 关键词：离子液体；绿色溶剂；金属离子；萃取；分离 Abstract：Environmental problem is increasingly become the focus of attention. As a green solvent, ionic liquid is a good solution to the original environment pollution problem caused by the volatile organic solvents. This paper expounds the application of ionic liquids in extraction and separation. Focus on the ionic liquids applied research in extraction and separation of organic matter, metal ions and biological molecules and fuel desulfurization aspects. Key Words：ionic liquid；green solvent；metal ions；extraction；separation 1．离子液体 离子液体是指呈液态的离子化合物,最简单常见的离子液体是处于熔融状态的氯化钠。由于一般的离子化合物都是固体,所以在以往的印象中离子液体必然是与高温相联系的。但高温状态下物质的活性大、易分解,很少可以作为反应、分离溶剂使用。室温离子液体是指在室温附近很大的温度范围内均为液体的离子化合物,它很好的解决了高温条件下的不稳定问题,因此室温离子液体具有很大的潜力作为溶剂使用。现在在研究当中称离子液体一般即指室温离子液体。离子液体体系中没有分子而均为离子,因此液体具有很高的导电性,常被用于作为电池的电解液[1,2]。由于离子液体是离子态的物质,挥发性很低,不易燃,对热稳定,这就保证了它对环境没有以往挥发性有机溶剂(VOC)所无法避免的污染。正是如此,它被称为是一种绿色溶剂,可以被用来替代原有的有机溶剂作为反应和分离介质来开发清洁工艺[2,3]。由于环境的压力在逐渐加大,室温离子液体的研究开发逐渐得到更多的重视。 2．离子液体的合成方法 离子液体的合成步骤一般包括阴离子和阳离子的合成以及阴阳离子的反应结合。以烷基咪唑类离子液体为例,合成时首先在咪唑的1,3 位上引入烷基基团变成氯化1-甲基-3-乙基咪唑,然后与目标阴离子进行阴离子交换反应形成所需产物。以往一般使用银作为与目标阴离子配对的阳离子,然后银盐和氯化1-甲基-3-乙基咪唑在水相或者在甲醇水体系中进行离子交换。这种方法的缺点在于它需要使用价格较高的银。现在的离子交换反应一般在非水相中进行,也就是采用将氯化1-乙基-3-甲基咪唑溶解在丙酮或乙腈中,然后将铵化阴离子再溶解到其中形成需要的离子液体化合物,这一步的关键是在于NH4Cl 在有机相中不溶,从而可以推动整个反应趋向平衡[5]。 3．离子液体的性质研究 室温离子液体研究的一个关键问题是如何降低体系的熔点,这直接关系到离子液体的使用温度范围。离子液体的熔点是通过选用不同的阴阳离子来调节的,为了削弱离子键,一般都使阳离子在结构上不对称,分子尺寸相对较大。对于烷基咪唑类和烷基吡啶类的离子液体,烷基侧链的分子数越多,则分子尺寸越大,熔点就越低,然而当分子数增加到一定时,不同的烷基链间的分子间作用力加强,有可能会抵消离子键的削弱,反而会导致熔点升高。J.D.Holbrey 等[4]对1,3-二烷基咪唑类离子液体中烷基的碳原子个数多少对熔点的影响作了研究。以[BF4]- 为阴离子的1-烷基-甲基咪唑,碳原子数目在5~9时熔点最低达到- 90。C,如果再增加碳原子的数目熔点反
泡沫分离技术综述论文
泡沫浮选分离技术--曹肖烁 摘要：综述了泡沫浮选技术的定义、分类以及原理，介绍了泡沫浮选分离技术中使用的试剂（捕收剂、起泡剂、活化剂、无机调整剂、有机调整剂）、浮选机械等因素对分离效果的影响，并介绍了泡沫浮选分离技术的应用，指出了泡沫浮选分离技术的发展前景。 一.泡沫浮选的定义与分类 泡沫浮选是以气泡分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术，主要特点是利用气泡的气-液界面，分离被水润湿性不同的物料。疏水的物料随气泡漂浮到水面上，形成含某种成分很高的泡沫层；而被水润湿的物料，沉于水中，因而可以把它们分开[1]。人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术，简称泡沫浮选技术。 根据被分离物质的不同，它可以分为两类：一类是本身具有表面活性物质的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离，例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离；另一类是本身为非表面活性剂，但可以通过配合或其它方法使其具有表面活性，这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的分离回收。 根据被分离物质的溶解性，泡沫分离也可以分为不溶物的浮选和溶解物的浮选两大类。矿物浮选在不溶物浮选中最重要，也是最成熟的。表面活性剂在固体颗粒的表面形成半胶束单分子吸附层，且呈亲水基向里憎水基向外的状态，从而降低固体表面的润湿性，表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向，使浮选得以进行。离子浮选是溶解物浮选的一类。其过程和前述过程十分相似，所不同的是表面活性剂并非吸附在被浮选物的表面。气泡形成时气液界面有表面活性剂吸附层，被浮选的离子通过静电吸引被束缚在气泡的界面上而随气泡上升。分子浮选是溶解物浮选的另一类别，是将少量溶解的分子如点白纸、醇等有机物从水中分离的过程。被分离物被气泡气液界面表面活性剂半胶束单分子层增溶富集而随气泡上升，得以浮选[2]。
分离纯化技术及应用论文
分离纯化工艺的运用及发展综述 作者：王亚森 分离纯化工艺的运用及发展综述 摘要：随着药物研究、开发和生产中常用的分离纯化技术的原理、工艺、特点和应用，为了更好的利用分离纯化技术为社会创造更高的经济价值，本文综合概述了分离纯化技术的基本原理及其应用。 关键词：分离纯化技术，应用，发展，原理，应用。 引言：分离纯化过程就是通过物理、化学或生物等手段，或将这些方法结合，将某混合物系分离纯化成两个或多个组成彼此不同的产物的过程。通俗地讲，就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，通过提纯技术使其以相对纯的形式存在。实际上分离纯化只是一个相对的概念，人们不可能将一种物质百分之百地分离纯化。例如电子行业使用的高纯硅，纯度为99.9999％，尽管已经很纯了，但是仍然含有0.0001％的杂质。被分离纯化的混合物可以是原料、反应产物、中间体、天然产物、生物下游产物或废物料等。如中药、生物活性物质、植物活性成分的分离纯化等，要将这些混合物分离，必须采用一定的手段。在工业中通过适当的技术手段与装备，耗费一定的能量来实现混合物的分离过程，研究实现这一分离纯化过程的科学技术称为分离纯化技术。通常，分离纯化过程贯穿在整个生产工艺过程中，是获得最终产品的重要手段，且分离纯化设备和分离费用在总费用中占有相当大的比重。所以，对于药物的研究和生产，分离纯化方法的选择和优化、新型分离设备的研制开发具有极重要的意义。分离纯化技术在工业、农业、医药、食品等生产中具有重要作用，与人们的日常生活息息相关。例如从矿石中冶炼各种金属，从海水中提取食盐和制造淡水，工业废水的处理，中药有效成分及保健成分的提取，从发酵液中分离提取各种抗生素、食用酒精、味精等，都离不开分离纯化技术。同时，由于采用了有效的分离技术，能够提纯和分离较纯的物质，分离技术也在不断地促进其他学科的发展。如由于各种色谱技术、超离心技术和电泳技术的发展和应用，使生物化学等生命科学得到了迅猛的发展。同时由于人类成功分离、破译了生物的遗传密码，促进了遗传工程的发展。另外，随着现代工业和科学技术的发展，产品的质量要求不断提高，对分离技术的要求也越来越高，从而也促进了分离纯化技术的不断提高。产品质量的提高，主要借助于分离纯化技术的进步和应用范围的扩大，这就促使分离纯化过程的效率和选择性都得到了明显的提高。例如应用现代分离技术可以把人和水稻等生物的遗传物质提取出来，并且能将基因准确地定位。…… 一，分离纯化技术的几种常用技术 液液萃取技术、浸取分离技术、超临界流体萃取分离技术、双水相萃取技术、制备色谱分离技术、大孔吸附树脂分离技术、分子印迹技术、离子交换分离技术、分子蒸馏技术、膜分离技术、喷雾干燥和真空冷冻干燥技术等内容。内容全面、简练，层次清晰，涵盖了化学合成药、生物药、植物药的分离纯化。 随着医学技术的发展对医用纯化水的要求也在逐步的提高。从以前的蒸馏工艺制纯化水到现阶段的反渗透脱盐程序的应用，我们可以看见在医学技术进步的同时，医用纯化水制取工业也在飞速的发展中。水是所有生活细胞不可缺少的成份，细胞的新陈代谢，必须有水方能进行，是细胞吸收、渗透、分泌和排泄等作用的介质。所谓纯水主要是指水中各种导电介质(即水中各种盐类阳、阴离子)和水中所含溶解气体及挥发物质等非导电介质的含量的大小，是相对而言的。医用纯水设备采用膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，从上世纪五十年代末六十年代初发展以来，已经取得了令人瞩目的巨大发展，目前膜分离技术已经很成熟、可靠，并广泛应用于食品饮料、医药、环保及市政等行业中，尤其在医用纯
现代分离技术
看看现代分离技术整理 1.传质分离过程分为哪两个分离过程？ 平衡分离过程和速率分离过程 2.从不同的角度对分离效率有不同的评价指标 ①分离方法和角度②产品纯度 分离速率，分辨率，浓缩比，纯化程度，回收率。 3.写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。 能量媒介：精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶 物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取 4.萃取精馏的定义。 1）定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。 2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度。加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液），来改变相对挥发度。 3）萃取精馏塔中对萃取剂的要求： 不形成恒沸物 沸点要高 改变相对挥发度 不能分层 选择性强 溶解度大 沸点高，挥发度小 热稳定性和化学稳定性好 适宜的物性 使用安全无毒，对设备不腐蚀，污染小，环境友好，价格低廉，来源丰富 5）萃取精馏塔中回收段的作用： 使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果。 如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。 去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用
6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能，因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降, 而使被分离组分间的相对挥发度 (a12)S 减小,分离效果变差。 7）精馏段萃取剂浓度的公式推导： 萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多,用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度”即 假定：a 恒摩尔流；b 精馏段总物料衡算： 萃取剂物料衡算： （A ） 设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为 (B) A=B （C ） 8) 提馏段萃取剂浓度的公式推导： 溶剂对被分离组分的相对挥发度一般很小,当β≈0 时,式(C)可简化为: 类似地，提馏段溶剂浓度： 1 ,,+=n s n s x x 0 =sD x D L S V +=+sD s s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-=β s s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 21212121111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1)1(,11+-=∴--=s s s s s s s x x y x x y y βββ 1)1(+-?=-+-s s s x x S D L S Lx ββRD S S L S L S x S +=≈-≈)1(β???? ??-'+-=S S x W L S x 1)1(ββ )1()1(S S x D L S x ---=ββ
新型化工分离技术论文
化学分离技术 化学与环境工程学院14应化三班扈文甲学号：140703021311 摘要：描述了新型分离技术——超临界流体萃取和膜分离技术的最新研究进展。介绍了超临界流体萃取技术的工作原理、技术特点、工艺流程及其在某些领域中的应用。介绍膜分离技术的分离机理、特点，国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状。另外还介绍了膜蒸馏技术最新研究进展。 关键字：超临界流体萃取；膜分离技术；分离技术 1 超临界流体萃取技术 1.1 技术原理 超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，粘度和扩散系数接近气体，在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，超临界流体萃取技术就是利用上述超临界流体的特殊性质, 将其在萃取塔的高压下与待分离的固体或液体混合物接触, 调节系统的操作温度和压力, 萃取出所需组分; 进入分离塔后, 通过等压升温、等温降压或吸附等方法, 降低超临界流体的密度, 使该组分在超临界流体中的溶解度减小而从中分离出来。 1.2 技术特点[1] ( 1) 萃取分离效率高; ( 2) 可在较低温度下进行, 适用于分离热敏性物料; ( 3) 与传统的分离方法相比, 能耗低; ( 4) 易回收溶剂和溶质; ( 5) 溶剂无毒, 使用于食品加工和医药工业。 1.3 技术工艺流程 超临界流体萃取工艺一般是由超临界流体萃取和分离两部分组成，由于萃取都是在萃取槽中进行的，所以萃取步骤大致都相同，而分离的方法主要包括：(1)依靠压力变化的萃取分离法(等温变压法或绝热法)。在一定温度下，使超临界流体和溶质减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下部取出，气体经压缩机返回萃取器循环使用。(2)依靠温度变化的萃取分离法(等压变温法) 经加热、升温使气体和溶质分离，从分离器下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后返回萃取器循环使用。(3)用吸附剂进行的萃取分离法(恒温恒压法或吸附法) ，在分离器中经萃取出的溶质被吸附剂吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用[2,3]。 1.4 超临界流体萃取技术的应用 超临界流体萃取工艺可以不在高温下操作，因此特别适合于热稳定性较差的物质的分离，同时产品中无其他物质残留。超临界流体萃取是一项具有特殊优势的分离技术并特别适
现代分离技术论文
《现代分离技术》课程论文 膜分离技术的研究与应用 摘要：近几年来，随着科技的发展，膜分离技术以其装置简单，操作方便的优点在各行各业得到广泛应用。本文主要阐述了膜分离技术的原理、特点、发展历史及其在工业生产、食品工业、制药行业和海水淡化等领域的应用，并简述了膜分离技术的未来发展方向。 关键词：膜分离技术；膜分离技术的应用；微滤；纳滤；超滤；反渗透 1 膜分离技术的国内外研究历史[1] 膜分离现象早在250多年以前就被发现, 但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。其大致的发展史为: 20世纪30年代微孔过滤；40年代渗析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤; 80 年代气体分离；90年代渗透汽化。数十年来, 膜分离技术发展迅速, 特别90年代以后,随着膜 (TFC 膜) 的研制成功, 膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术, 已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。 我国膜技术始于上世纪 50 年代末，1966年聚乙烯异相离子交换膜在上海化工厂正式投产。1967年用膜技术进行海水淡化工作。我国在70年代对其它膜技术相继进行研究开发( 电渗析、反渗透、超滤、微滤膜) ，80年代进入应用推广阶段。中国科学院大连化物所在 1985年首次研制成功中空纤维氮气氢气分离器，现已投入批量生产。我国在1984年进行渗透汽化研究，1998年我国在燕山化工建立第一个千吨级苯脱水示范工程。中国科技部把渗透汽化透水膜、低压复合膜、无机陶瓷膜及天然气脱湿膜等列入”九五”重点科技攻关计划，分别由清华大学、南京化工大学及中科院大连化物所、杭州水处理中心承担，进行重点开发公关。1998年10月国家发改委在大连投资兴建国家膜工程中心，技术上以中国科学院大连化物所为依托。 经过20年的努力, 中国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值, 接近或达到国际先进水平的成果。但从总体上讲, 中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距, 需进一步研究开发。 2 膜分离技术概述 2.1膜分离技术原理 膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术。
新分离技术论文
湘潭大学 《新分离技术》课程论文题目： 学院： 专业： 学号： 姓名： 完成日期：
膜分离技术在水处理方面的应用 摘要:介绍了常见的膜分离技术及其特点，阐述了反渗透、超滤、纳滤、微滤、电渗析这些常规膜分离技术的研究和在水处理技术中的应用情况。 关键词:膜、膜分离技术、水处理 1.膜分离技术的概述 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。膜分离技术以高效、节能、不产生二次污染等优点已在水处理领域取得了显著的工程业绩。膜技术在水处理中应用是利用水溶液(原水) 中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液(原水) 进行分离，从而达到提高水质的目的。 液体膜技术主要包括微滤、超滤、反渗透和电渗析等。反渗透（RO）是液体/液体分离过程中最可能使用的膜分离过程；纳滤只截留超过一价的负电荷离子，如硫酸盐、磷酸盐,而能通过单价的负离子；一般认为超滤（UF）的分离机理为筛孔分离过程，在静压差（0.1~0.5MPa）为推动力的作用下，原料液中溶剂及小溶质粒子由高压的料液侧透过膜到低压侧，而大粒子组分被膜所阻挡；微滤(MF)过程理论上只有悬浮固体被截留，而其它甚至蛋白质都可以自由通过膜。四种膜分离过程特点如下图及表：
在我国，1965年开始反渗透的研究，1975年开始超滤研究，至今已走过40多年历程，与国际基本同步，成为仅次于欧美、日本的膜技术大国，在反渗透、超滤、微滤、纳滤、电渗析、气体分离膜、无机膜、渗透气化等领域都进行了成功的研究并已形成市场化工业体系，生产企业300多家，年工业总产值近30亿元。现由于源水日益匮乏、污染，膜技术逐步进入给水处理中。20世纪80年代中期，美国杜邦集团，法国利昂水务，德利满集团把微滤膜、超滤膜（UF ） 、纳滤膜(NF) 、高超滤膜(HUF) 、低超滤膜(LUF) 等技术应用到自来水厂处理饮用水；美国1987 年在Key Stone colo 建成第一个微滤(MF)水厂。我国宁波、东莞市局部供水系统也使用了膜技术。但从利用膜技术建第一个净化分厂方面来讲，我国的研究、生产与应用已经落后于先进国家。现在膜技术更加成熟，在自来水制造工艺上使用更加广泛，规模更大。 2.膜分离技术在水处理方面的应用 2.1微滤的应用 微滤分离为动态膜过滤分离过程，其原理为筛分，与超滤相同， 是目前应用范围最广最为成熟的膜分离技术，常与超滤连用，可在常温、低压下运行，无相变，具有操作简单、能耗低、通量大等特点。 Broom 等利用重金属沉淀物(经石灰或硫化物处理)形成的动态膜，采用微滤法去除混合电镀废液中的重金属。史红文等选择0.5m μ孔径的无机膜，采用沉淀一微滤法去除电镀废液中的+2Ni ，能保障出水中+ 2Ni ≤1.0mg/l 。 连续膜过滤技术在污水处理方面应用越来越广，其核心是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术，可以实现对膜的不停机在线清洗，从而做到对料液不间断连续处理，保证生产
新分离技术论文
液膜分离技术及其在金属离子分离富集中的应用研究进展 摘要：介绍了液膜的基本概念、类和分离分机理。与传统分离提纯技术相比，液膜分离技术具有简高便、效且成本低的特点。综述了液膜分离技术在金属离子分离和富集中的应用进展，并指出其发展前景。 关键词：液膜；分离；富集；金属离子 液膜分离是６年代中期诞生的一种新型的膜分离技术。它具有膜分离的一般特点，主要是依据膜对不同物质具有选择性渗透的性质来进行组分的分离。根据成膜材料即水膜和油膜的不同，将上述多重乳液分为ＯＷ／／Ｏ型和Ｗ／／型。支撑液膜是利ＯＷ用界面张力和毛细管力作用，将膜相附着在多孔支撑体的微孔中制成。静电式准液膜是８年代中期发Ｏ展了大量的研究。该技术在湿法冶金、金属离子回收、废水处理、生物制品分离与生物医药分离、化工分离等方面已显示出广泛的应用前景。目前液膜技展起来的新型液膜技术。该技术将静电相分散技术与液膜原理相结合，实现了萃取和反萃取在同一反应槽内的耦合，具备液膜过程所特有的非平衡传质特性术处理农药厂废水已实现工业化．在含锌废水处理中已进行了工业试验，液膜技术分离宇宙飞船中Ｃ：Ｏ也已成功得到应用，液膜分离技术正在得到迅速的发展。２液膜分离的分离机理乳状液膜根据膜相中是否含有载体可分为非流动载体液膜和流动载体液膜［３］。其促进传递机理如图１所示。２非流动载体的液膜传质机理．１当液膜中不含流动载体时，其分离的选择性主要取决于溶质在液膜中的溶解度。溶解度相差大．才能产生选择性，即混合物中的一种溶质的渗透速度液膜分离技术介绍液膜通常由膜溶剂、面活性剂、动载体和膜表流增强添加剂组成［２］。膜溶剂是液膜的主体．它对液膜体系的性能有一定的影响，一般选用煤油作膜溶剂。选择的依据是液膜的稳定性和对溶质的溶解性。表面活性剂是液膜的主要成分之一．它不仅对液膜的稳定性起决定作用，而且对组分通过液膜的传质速率和破乳、油相回用等都有显著影响。流动载体的作用是它能够快速、高效、选择性地传输指定的物质。膜增强添加剂用于进一步提高膜的稳定性。按构型和操作方式的不同，液膜分为乳状液膜、收稿日期：０５１—８２０—２２基金项目：国家自然科学基金项目（０７０４２２６１）要高。渗透速度是扩散系数和分配系数的乘积，由于扩散系数很接近（在一定的膜溶剂中）所以分配系，数的差别就成为设计非流动载体液膜选择性的关键。分配系数乃是溶质在膜相和料液相中的溶解度作者简介：沈江南（９６）男，１７一，浙江上虞人，博士，，讲师主要从事膜分离技术和资源利用方面的研究。维普资讯https://www.360docs.net/doc/cb16563457.html, 第１期沈江南，：等液膜分离技术及其在金属离子分离富集中的应用研究进展液２９行化学仿生，就在于含流动载体的液膜在选择性、渗透性和定向性等三个方面类似于生物细胞膜的功能。因而液膜分离能使浓缩和分离两步合二为一同时进行，是分离科学中的一个重要突破。这试剂（）ＲＡ＋Ｒ■Ｐ－３液膜分离技术在金属回收中的应用３液膜分离技术分离回收稀土．１在我国蕴藏着丰富的低品位稀土矿，与其他稀土矿床相比，具有规模大、中重稀土配分高，易采选、提取工艺简单、回收率高等优点，有较高的经济价值。在低品位稀土矿山，目前主要采用电解质溶液浸试剂（Ｒ）出处理矿石，近也有用电解质溶液原地浸出提取最稀土元素。无论堆浸还是原地浸出，对浸出液处理都是采用草酸或碳铵沉淀稀土。是，但目前我国在稀土Ｒ＋ＡＲ１Ａ＋Ｒ的深加工、新材料的开发和应用等方面，和国外先进（）ｂ国家相比还有一定的差距。为此．为了生产出纯度高、成本低的单一稀土．必须寻求高效低成本的分离技术。液膜提取稀土离子的特点是流程短、速度快、富集比大、试剂少、成本低．具有广阔的工业应用前景。工藤彻一【首先报道了用液膜法分离铕４】（ｕＥ）和镨（ｒ，从此，用液膜法浓缩分离稀土的Ｐ）图１液膜分离机理（）ａ非流动载体的液膜（）ｂ含流动载体的液膜比值，
结晶分离论文
结晶分离技术 摘要：概述了结晶分离技术的原理, 综述了冷却剂直接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏结晶耦合、氧化还原结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法。并且介绍了结晶分离新技术在一些领域的应用。 关键词：结晶；分离；工艺；应用。 溶液结晶在物质分离纯化过程中有着重要的作用, 随着工业的发展, 高效低耗的结晶分离技术在石油、化工、生物技术及环境保护等领域的应用越来越广泛, 工业结晶技术及其相关理论的研究亦被推向新的阶段, 国内外新型结晶技术及新型结晶器的开发设计工作取得了较大进展。 1、结晶分离技术的原理 结晶分离过程为一同时进行的多相非均相传热与传质的复杂过程。多年来, 众多研究者在结晶热力学、结晶成核、晶体生长动力学、结晶习性、晶体形态及杂质对结晶过程的影响等方面进行了大量基础性研究并提出了描述结晶过程的理论[1], 例如, 粒数衡算理论及其相关理论、评价熔融结晶过程以及熔化过程的一些关系式的提出等。 结晶是一个重要的化工过程, 溶质从溶液中结晶出来要经历两个步骤: 晶核生成和晶体生长。晶核生成是在过饱和溶液中生成一定数量的晶核; 而在晶核的基础上成长为晶体, 则为晶体生长。影响整个结晶过程的因素很多, 如溶液的过饱和度、杂质的存在、搅拌速度以及各种物理场等。例如声场对结晶动力学的影响, 张喜梅等[3] 就系统地研究了声场对溶液成核、溶液稳定性及晶体生长的影响, 并深入探讨了其影响机理, 为创造一种靠外力场强化工业结晶过程新单元操作提供了理论依据, 将促进溶液结晶理论的发展。在过饱和溶液中附加声场, 会产生空化气泡, 气泡的非线性振动以及气泡破灭时产生的压力, 使体系各点的能量发生变化。体系的能量起伏很大, 使分子间作用力减弱, 溶液粘度下降, 增加了溶质分子间的碰撞机会而易于成核, 且气泡破灭时除产生的压力外, 会产生云雾状气泡, 这有助于降低界面能, 使具有新生表面的晶核质点变得较为稳定, 得以继续长大为晶核。这些都丰富了结晶理论, 为结晶理论的进一步发展开辟了新领域。 结晶过程所形成的组织结构主要由结晶过程固液界面的形态、晶体生长特征所决定。近年来, 国际上越来越多的研究者认识到, 开展对结晶过程晶体形貌结构特征的研究, 对控制晶体的微观结构并获得所期望的材料性能具有重要意义。