化工分离过程__第5章 膜分离
化工分离过程
化工分离过程1. 引言化工分离过程是化学工程中的一个重要环节，用于将混合物中的组分分离出来，以获得纯净的产品。
它在化工生产中起着至关重要的作用，广泛应用于石油、化肥、制药、食品等行业。
本文将介绍化工分离过程的基本原理、常见的分离方法和设备，并探讨其在实际应用中的一些问题和挑战。
2. 分离过程的基本原理化工分离过程基于物质之间的差异性，通过改变条件使得混合物中的组分发生相变或物理/化学反应，从而实现组分之间的分离。
常见的差异性包括沸点、溶解度、密度、挥发性等。
3. 常见的分离方法和设备3.1 蒸馏法蒸馏法是一种基于沸点差异进行分离的方法。
它利用混合物中不同组分的沸点差异，在加热后使其中一个或多个组分汽化，并通过冷凝转变为液体，从而实现组分之间的分离。
常见的蒸馏设备包括塔式蒸馏柱、换热器和冷凝器。
3.2 萃取法萃取法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用两种不同溶剂之间的亲疏性差异，将混合物中的组分分配到不同的溶剂相中，通过提取和分离来实现组分之间的分离。
常见的萃取设备包括萃取塔、搅拌槽和分液漏斗。
3.3 结晶法结晶法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用溶液中某个组分的溶解度随温度变化而改变的特性，通过控制温度使其中一个或多个组分结晶出来，从而实现组分之间的分离。
常见的结晶设备包括结晶器和过滤器。
3.4 吸附法吸附法是一种基于吸附性差异进行分离的方法。
它利用固体吸附剂对混合物中不同组分的选择性吸附能力，通过吸附和解吸来实现组分之间的分离。
常见的吸附设备包括吸附塔和吸附柱。
3.5 膜分离法膜分离法是一种基于分子大小或分子间作用力差异进行分离的方法。
它利用特殊的膜材料将混合物中的组分分离开来，常见的膜分离设备包括膜反应器、膜过滤器和膜渗透器。
4. 实际应用中的问题和挑战化工分离过程在实际应用中面临着一些问题和挑战。
不同组分之间的物理/化学性质差异可能很小，导致难以实现有效的分离。
某些组分可能具有毒性或易燃性，需要采取特殊措施进行处理。
化工分离工程知识点
化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域，其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离，以得到纯净的物质。
分离工程在化工生产中起着至关重要的作用，可以帮助提高产品的纯度、品质和收率，同时也可以实现资源的高效利用。
在化工分离工程中，有许多重要的知识点，下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。
1.分离原理在化工分离工程中，常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。
其中，蒸馏是最常用的一种分离方法，它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。
吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。
萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。
膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。
离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。
2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一，其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。
在蒸馏工程中，常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。
蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好，适用于对物质纯度要求较高的情况。
3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法，其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度，从而实现溶质的分离。
在结晶工程中，通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。
结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。
4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法，其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。
在吸附工程中，常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。
吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。
5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法，其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。
化工分离过程_课后答案刘家祺
化⼯分离过程_课后答案刘家祺化学⼯程与⼯艺教学改⾰系列参考书分离过程例题与习题集叶庆国钟⽴梅主编化⼯学院化学⼯程教研室前⾔化学⼯程与⼯艺专业所在的化学⼯程与技术⼀级学科属于⼭东省“重中之重”学科，⼀直处于⼭东省领先地位，⽽分离⼯程是该专业⼆门重要的必修专业课程之⼀。
该课程利⽤物理化学、化⼯原理、化⼯热⼒学、传递过程原理等基础基础知识中有关相平衡热⼒学、动⼒学、分⼦及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化⼯⽣产实际中复杂物系分离和提纯技术。
传统的教学⽅法的突出的弊端就是⼿⼯计算⼯程量⼤，⽽且结果不准确。
同时由于现代化化学⼯业⽇趋集成化、⾃动化、连续化，学⽣能学到的东西越来越少。
所以，传统的教学模式不能满⾜现代化⼯业⽣产对⾼⽔平⼯业⼯程师的需求，开展分离⼯程课程教学⽅法与教学⼿段课题的研究与实践，对我们的学⽣能否承担起现代化学⼯业的重任，与该课程的教学质量关系重⼤，因此对该门课程进⾏教学改⾰具有深远意义。
分离⼯程课程的改⾰主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离⼯程例题与习题集、分离⼯程试题库的编写等⼯作。
⽬前全国各⾼校化学⼯程与⼯艺专业使⽤的教材⼀般均为由化学⼯程与⼯艺专业委员会组织编写的化⼯分离过程(陈洪钫主编，化学⼯业出版社)，其他类似的教材已出版了⼗余部。
这些教材有些还未配习题，即便有习题，也⽆参考答案，⽽⾄今没有⼀本与该课程相关的例题与习题集的出版。
因此编写这样⼀本学习参考书，既能发挥我校优势，⼜符合形势需要，填补参考书空⽩，具有良好的应⽤前景。
分离⼯程学习指导和习题集与课程内容紧密结合，习题贯穿⽬前已出版的相关教材，有解题过程和答案，部分题⽬提供多种解题思路及解题过程，为学⽣的课堂以及课后学习提供了有⼒指导。
编者2006 年3 ⽉⽬录第⼀章绪论 (1)第⼆章单级平衡过程 (5)第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)第四章⽓体吸收 (23)第五章液液萃取 (26)第六章多组分多级分离的严格计算 (27)第七章吸附 (33)第⼋章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第⼗章分离过程与设备的选择与放⼤ (36)第⼀章绪论1. 列出5 种使⽤ESA 和5 种使⽤MSA 的分离操作。
膜分离的过程
膜分离的过程
什么是膜分离过程？
膜分离过程是指应用膜作为一种分离材料来处理物质的过程。
它可以帮助在流体中分离出不同的溶质，产生不同的浓度溶液，它的应用涵盖了污水处理、啤酒制造、水质净化等。
膜分离技术的基本原理是：在流体中，膜会有效地过滤细微悬浮物，它们的大小会被膜特定的孔径限制，只有尺寸较小的悬浮物（如颗粒、离子、生物活性物质等）才能通过膜，而大尺寸物质（细菌、反应产物、色素等）则被留在膜的外侧。
因此，可以通过选择膜的孔径，有效地分离出不同粒径的悬浮物，从而实现净化的目的。
膜分离过程包括四个主要步骤：第一步是膜的选择，根据要净化的物质，选择合适的膜材料、孔径大小、孔隙率等；第二步是膜层的渗透，使溶液渗透到膜内，从而实现分离；第三步是洗涤步骤，在洗涤过程中，将被留在膜内侧的粒子、有机物流失掉；第四步则是从膜内收集物质，得到清洗物质。
膜分离过程的优势在于它具有高效率、低成本、无污染等特性，它不仅能节省能源消耗，更可有效地回收有用的资源，是目前大多数分离处理过程的理想选择。
- 1 -。
化工专业实验：实验5-中空纤维超滤膜分离
中孔超滤膜分离实验设备说明一、用途膜分离技术是近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜的种类很多，中空纤维超滤膜是其中之一。
中空纤维膜分离广泛应用于双组分或多组分的溶质和溶剂的分离、分级、提纯和富集操作过程。
该过程的特点是：处理对象无相态变化，节能，分离效率高，设备简单，占地面积小，操作方便等。
本装置具有耐蚀性和耐用性，外观漂亮，整体性强，适用于本科生和研究生教学实验，也可作为研究人员进行研究的手段。
二、技术指标双组件结构，外压式流程。
组件技术指标：截留分子量：6000；膜材料：聚砜；流量范围：6~60L/h；操作压力：≤0.2Mpa；适用温度：5~30℃；膜面积：2M2；泵：不锈钢射流式自吸离心泵；膜组件可串、并联操作，流程为不锈钢材料制。
三、膜组件结构及工艺流程2、工艺流程图见图2四、操作方法1.按工艺流程图连接好管路。
2.在槽C1内放入清水。
3.检漏。
打开阀F4使泵充满液体，设备必须有良好的接地。
严禁水泵在无液体情况下运行。
以组件1为例，打开阀F7、F14、F16通电启动水泵。
视各接口有否漏液现象，若有漏，必须解决到不漏为止。
4.检查各液流是否畅通。
在一定流量和压力下运转数分钟，观察浓缩液和超滤液均有液体出现，说明组件正常。
5.系统清洗。
系统处理一定浓度的料液，停车后，用清水清洗系统。
方法是放掉系统存留的料液，接通清洗水系统，开泵运转10~15分钟，清洗污水经F17放入下水道。
停泵，并切断电源。
6.加保护液。
停泵，放净系统的清洗水，从保护液缸加入保护液，保护液的作用是防止纤维膜被细菌“吞食”。
保护液的组成约1%的甲醛水溶液，夏季气温高，停用两天之内可以不加，冬季停用五天之内可以不加，超过上述期限，必须有效的加入保护液。
下次操作前放出保护液，并保存，下次继续使用。
五、故障处理1.泵运转声音异常。
停泵检查电源电压是否正确，或泵内没有充满液体。
2.泵不运转。
检查电源符合要求否，有无线路故障。
3.流量不足。
膜分离ppt课件
§4.1 概述 §4.2 纳滤 §4.3 超滤 §4.4 微滤
1
膜分离 (membrane separation)
膜分离技术发展的历史
膜分离技术已被国际上公认为20世纪末至21世纪中期 最有发展前途、甚至会导致一次工业革命的重大生产 技术，所以可称为前沿技术，是世界各国研究的热点。 如果将20世纪50年代初视为现代高分子膜分离技术研 究的起点，截止现在，其发展致可分为三个阶段：① 50年代为奠定基础阶段；②60年代和70年代为发展阶 段，③ 80年代至今为发展深化阶段。
17
膜材料
纤维素衍生物 聚砜类 聚酰胺类及杂环含氮高聚物 聚酯类 聚烯烃 乙烯类高聚物 含氟高聚物
18
常用高分子膜材料
类别
纤维素酯 类
膜材料
纤维素衍生 物类
聚砜类
非纤维素 酯类
聚酰(亚)胺 类
聚酯、烯烃 类
含氟(硅)类
其他
举例
醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤 维素等
聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚 砜等
26
制备方法 高分子膜
相转化法（流涎、纺丝）
L-S型制膜* 热致相分离*
复合膜法
溶液浸涂或喷涂 界面聚合 原位聚合 等离子聚合 水面展开法
定向拉伸*
痕迹刻蚀法*
固态粒子烧结法*
无机膜
溶胶-凝胶法* 化学提取法
高温分解法
化学气相沉积、电化学沉积等
27
L-S型制膜法
① 高分子材料溶于溶剂中，并加入添加剂，配成制膜液 （铸膜液）。
孔膜的有效扩散系数。基于膜和两类溶质的下列数据，估
计两类溶质在25下的穿膜流率。假定膜两侧的水溶液够稀，
组分间的扩散可以忽略不计。膜数据如下。
《化工分离过程》
《化工分离过程》化工分离过程的基本原理是根据化合物之间的性质差异，利用不同的分离原理将混合物分离成纯净的组分。
常见的分离原理包括物理性质差异（如沸点、沸点、相对分子质量等）和化学性质差异（如酸碱性、溶解度等）。
混合物中的化合物可以是液体、气体或固体，分离过程需要根据不同的化合物性质选择合适的分离技术。
常见的分离技术有蒸馏、萃取、吸附、结晶等。
蒸馏是利用液体化合物的不同沸点将其分离的技术。
一般情况下，液体化合物的沸点在常压下不同，通过加热混合物，将低沸点物质汽化并后冷凝得到纯净的组分。
萃取是利用液体-液体的分配系数差异将化合物分离的技术。
在两个不相溶的溶剂中，将其中一种组分转移到另一相中，从而实现分离。
吸附是利用固体吸附剂与化合物之间的亲和力差异而实现分离的技术。
结晶是利用溶解度差异将化合物从溶液中析出的技术。
除了上述常见的分离技术，还有一些特殊分离技术被广泛应用于化工过程中。
例如，渗透膜分离技术可以通过选择性渗透膜将混合物中的成分分离出来。
通过渗透膜的孔径大小和化合物的分子量来选择性地分离，并可应用于气体、液体和固体的分离。
固体相变分离技术是利用化合物在不同温度下的相变特性分离的技术。
通过控制温度，使其中一化合物发生相变，并利用相变后的物性差异进行分离。
化工分离过程在工业生产中有着广泛应用。
例如，在石油化工领域，蒸馏技术被用于石油的提炼和馏分分离。
在制药工业中，萃取、溶剂结晶等技术被应用于药物的提取和纯化。
在化肥生产中，吸附分离技术被用于气体的纯化和脱硫。
化工分离过程的应用也涉及到食品、化妆品、环境保护等领域。
总之，化工分离过程是化学工程中的重要课题，通过合理选择分离技术，可以将混合物中的化合物分离出来，得到纯净的组分。
理解和应用化工分离过程对于提高化工工艺的效率和产品质量具有重要意义。
膜分离技术的原理
膜分离技术的原理膜分离技术是一种通过膜的选择性透过性来实现物质分离的方法。
它广泛应用于水处理、食品加工、药品制造、化工等领域，具有高效、节能、环保等优点。
本文将介绍膜分离技术的原理及其在实际应用中的一些案例。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用膜的选择性透过性来实现物质分离的方法。
膜是一种具有特殊孔径和特定透过性的材料，可以将混合物中的物质按照其分子大小、形状、电荷等特性分离出来。
膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等几种类型。
微滤是通过孔径大小来分离物质的，主要用于去除悬浮物、细菌等大分子物质；超滤是利用分子大小和孔径大小之间的差异进行分离的，常用于去除蛋白质、胶体、大分子有机物等；纳滤则是通过孔径和物质的分子量之间的相互作用来实现分离的，一般用于去除有机物、重金属等；逆渗透是利用压力差和膜的透过性来实现分离的，用于去除离子、溶解性有机物等。
二、膜分离技术的应用案例1.水处理领域膜分离技术在水处理领域中被广泛应用，可以实现水的净化和回收利用。
例如，在海水淡化过程中，通过逆渗透膜可以将海水中的盐分、杂质等物质分离出来，从而得到淡水。
此外，膜分离技术还可以用于处理污水、废水，去除其中的悬浮物、有机物、重金属等。
2.食品加工领域膜分离技术在食品加工领域中也有广泛应用。
例如，在乳制品加工中，通过超滤膜可以将牛奶中的蛋白质、乳糖等分离出来，得到纯净的乳清。
此外，膜分离技术还可以用于果汁澄清、酒精浓缩等过程中，提高产品的质量和纯度。
3.药品制造领域膜分离技术在药品制造领域中也有重要应用。
例如，在生物制药过程中，通过超滤膜可以将细胞培养液中的细胞、蛋白质等分离出来，得到纯净的药物。
此外，膜分离技术还可以用于药物纯化、浓缩等过程中，提高产品的纯度和产量。
4.化工领域膜分离技术在化工领域中也有广泛应用。
例如，在有机溶剂回收过程中，通过纳滤膜可以将溶剂中的有机物分离出来，实现溶剂的回收利用。
此外，膜分离技术还可以用于分离气体、分离液体混合物等过程中。
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千的溶质进行截留时，选择纳滤比使用反渗透经济。
超滤(Ultrafiltration)
超滤是一种根据分子或离子的大小来进行分离的膜过程。 以压力差为推动力，通过膜孔的筛分机理来截留溶液中的大分
子溶质，实现大分子溶质与溶剂和小分子溶质分离。
超滤膜截留的大分子溶质粒径范围在1-20 nm，分子量
300-300000。超滤膜的孔径常用被截留分子的分子量大小来 表征；膜的截留率与截留分子量有关。
浓缩过程
反渗透也用于低分子 量水溶性组分的浓缩 过程，包括：食品工 业中牛奶、果汁、糖、 咖啡的浓缩；电镀和 印染工业中废水的浓 缩。
纳滤的应用
对Na+和Cl- 等一价离子的截留率较低，但对Ca2+、 Mg2+、SO42-等二价离子及除草剂、农药、色素、染料、 抗生素、多肽和氨基酸等小分子量（200-1000）物质的 截留率很高，而且水在纳滤膜中的渗透速率远大于反渗透 膜，所以当需要对低浓度的二价离子和分子量在500到数
截留率σ (Retentivity )
对于超滤过程：
σ (c B c F ) / c B 1 c F / c B
CF — Concentration of solute in the Filtrate CB — Concentration of solute in the Bulk of the feed
通过膜相际有3种基本的传质形式：
通过膜相际的组分均以化学势梯度为推动力，可以是膜 两侧的压力差、浓度差、温度差或电势差。
被动传递
促进传递
通过膜的组分仍以化学势梯度为推动力，各组分由特定的 载体带入膜中。促进传递是一种高选择性的被动传递
主动传递
与前二者不同，各组分可以逆化学势梯度而传递，其推动 力由膜内某种化学反应提供，这类现象主要存在于生命膜
分离工程
第五章 膜分离技术
目 录
前 言
膜与膜分离技术的分类 膜分离过程 膜制备技术 与传统反应和分离技术的结合 膜与膜工程技术的工业应用 展 望
5.1 前 言
所有分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性 质的差异进行分离。 常规分离过程—— 平衡分离过程
如精馏、吸收、萃取等，借助于 热能、溶剂和吸附剂等媒介，使 均相混合物变成两相，原料中各 组分在两相间选择性分配；对分 离过程进行工艺计算时，可以简 化为一个个的平衡理论级来考虑， 分离效果由相平衡关系决定。
JW=（ΔP-Δπ）/ Rm
考虑浓差极化，反渗透过程的通量：
JW Js CW ÄÄÄ CF ÄÄÄ ± ¤ Ä
D Cw C F JW ln CB CF
反渗透膜对无机盐的截留率较高，所以， CB CF＜＜CB，则此关系式可简化为：
D CW J W ln CB
上式变形后为 溶质通量为
为减轻浓度极化的影响，可采取以下措施：提高料液流速、增 强料液的湍流强度，提高操作温度，对膜面定期清洗
反渗透的应用
海水、苦咸水淡化
在海水和苦咸水淡 化方面，反渗透技 术的应用到1980年 代即已占到20%， 可使海水一次脱盐 达到饮用水标准。
纯水制备
反渗透、超滤等膜技 术和离子交换组合过 程进行纯水生产，可 使纯水中的杂质含量 接近理论纯水值，广 泛用于医药工业无菌 纯水和电子工业超纯 水的制造。
2.液膜分离
液膜处于料液和接受液两液 相之间，由于 选择透过性， 料液中某些组分透过液膜进 入接受液，实现组分的分离。 液膜分离又称液膜萃取。
3.气态膜分离
常用的膜组件(module)
板式膜 组件 管式膜 组件 卷式膜 组件 毛细管膜 组件
与平板式压滤机相近。结构和操作方式不同；在膜组件中， 液体处于高速流动的以减轻浓差极化。
反渗透原理：当用一个半透性膜分离两种不同浓度的溶液时，膜仅允许溶
剂分子通过。由于浓溶液中溶剂的化学位低于它在稀溶液中的化学位，稀溶 液中的溶剂分子会自发地透过半透膜向浓溶液中迁移。
反渗透过程的实现必须满足两个条件：
1.高选择性(对溶剂和溶质的选择透过性)和高透过通量（一般是透水）； 2.操作压力必须高于溶液的渗透压。
ÄÄ
CW JW exp( ) CB D
JS = JWCF = JW (1—σ) CW
CW/CB称为浓差极化比，其值越大，浓差极化现象越严重。
浓差极化对反渗透过程有严重影响：
提高了渗透压差，溶剂通量JW下降；产品产量下降 提高了膜面溶质浓度，使透过液中溶质浓度CF上升；产品质量下降 膜面处溶质浓度高于溶解度时，将析出沉淀增加膜阻力；因此水的 浓缩比率受到限制
推动力
压力差 (0.01-0.2MPa) 压力差 (0.1-0.5MPa) 压力差 (0.5-2.0MPa)
分离机理 筛分 筛分
筛分+ 溶解/扩散
渗透物
水、溶剂溶解物 水、溶剂、离子和小分子( 分子量1000) 水和溶剂(分子量200)
截留物
悬浮物、颗粒、纤维和细菌 (0.01-10m) 生化制品、胶体和大分子(分 子量1000-300000) 溶质、二价盐、糖和染料(分 子量200-1000)
2000年，美国膜产品的销售额总计14.62亿US$；世界范围内 100亿US$， 而国内销售额仅占0.5%左右。
膜分离过程及其应用领域
颗粒尺寸 m nm 分子量
原子/ 离子范围 小分子范围 大分子范围 微粒子范围 大粒子范围
0.001 1.0 100 200 盐溶液 金属离子 1000
0.01 10 100,000
按膜凝聚态 分类
不对称膜
复合膜
多孔膜
液膜 存在于固体多孔支撑层中以乳液 形式存在的
膜材料的分类
1.天然高分子材料
主要是纤维素的衍生物，有醋 酸纤维、硝酸纤维和再生纤维 等。醋酸纤维：截留能力强， 反渗透膜，也可作微滤膜和超 滤膜，使用时的温度和pH值受 到限制，温度低于45～50℃， pH 3～8。
1979
1981 1982
氢气回收(工业规模)
水溶液浓缩(工业规模) 有机溶剂脱水(工业规模)
美国膜与膜组件的实际销售额与预测额
单位:百万美元
应用领域 气体分离 渗透汽化 电化学品 食品，饮料 半导体 水—城市，药品 生物技术/生化药品 总计 1990 年 51 1 22 64 87 62 123 588 1995 年 85 28 31 92 120 102 195 927 2000 年 125 61 57 134 181 160 370 1,462 2005 年 185 135 105 197 271 256 675 2,344 年增长率，% 8 17 13 8 8 9 13 9.7
无 机 材 料
陶瓷 玻璃 金属
膜分离技术
分类1:按被分离物质的状态分类
1.液体分离膜
2.气体分离膜
微滤、超滤、渗析、电渗析、 纳滤、反渗透、渗透汽化、 膜蒸馏、膜萃取等
气体分离、蒸汽渗透、膜吸收等
分类2:按膜的状态分类
1.固膜分离
过滤式膜分离：溶液或混合气体置于固体膜的 一侧，在压力的作用下，部分物质透过膜而成 为滤液或渗透气，留下部分则成为滤余液或渗 余气。例如，超过滤、反渗透、气体渗透。 渗析式膜分离：被处理溶液置于固体膜的一侧， 接受液是接纳渗析组分的溶剂或溶液，置于膜 另一侧。
由支撑物与过滤膜组成。有内压式和外压式之分。直径10mm 用平面膜卷制而成。 类似于单管程管壳式热交换器。直径在0.5～10mm之间 类似于单管程管壳式热交换器。通常管间流物料，管内汇集渗 滤液。直径0.5mm
中空纤维 膜组件
管式、毛细管式和中空纤维式皆为管状膜，主要差别是直径不同：管式膜直径
10mm；毛细管式膜直径0.5～10mm；中空纤维膜直径0.5mm。管状膜直径越小， 则单位体积里的膜面积越大。
膜分离技术的发展历史
膜分离过程 国家 年份 应用
微滤
超滤 血液渗析
德国
德国 荷兰
1920
1930 1950
实验室规模
实验室规模 人工肾(实验室规模)
电渗析
反渗透 超滤
美国
美国 美国
1955
1960 1960
脱盐(工业规模)
海水淡化(工业规模) 大分子浓缩(工业规模)
气体分离
膜蒸馏 渗透汽化
美国
德国 德国/荷兰
溶解/扩散
离子交换 扩散 溶解/扩散 气-液平衡
水和溶剂
电解离子 离子、低分子量有机质、 酸和碱 溶质或溶剂(易渗透组份的 蒸汽) 溶质或溶剂(易汽化与渗透 的组份) 易渗透的气体和蒸汽 电解质离子
全部悬浮物、溶质和盐
非解离和大分子物质 分子量大于1000的溶解物和悬 浮物 溶质或溶剂(难渗透组份的液 体) 溶质或溶剂(难汽化与渗透的 组份) 难渗透的气体和蒸汽 非电解质离子
四种膜组件用于反渗透和纳滤时的
性能及操作条件
比较项目 填充密度 (m2/m3) 膜清洗 管式 20 内压式易 外压式难 板框式 150 易 卷式 250 难 中空纤维式 1800 难
（内压中空纤维超滤易）
膜更换难易
原水预处理成本
内压式难 外压式易
低 高
一般
中等 高
易
高 低
易
高 低
相对价格
反渗透时溶剂通量
致密不对称膜和复合膜
离子交换膜 不对称膜和离子交换膜 复合膜和均质膜 多孔膜 复合膜和均质膜 载体膜
溶解/扩散
反应促进 和扩散传递
分配系数
易扩散与渗透的物质
难扩散与渗透的物质
多孔膜和无孔膜
<Company Name>
5.2
膜与膜分离技术的分类
柱状孔膜 对称膜 固膜 均质膜 多孔膜 具有皮层的多孔膜