新型化工分离技术论文

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新型化工分离技术论文

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新型化工分离技术陈媛摘要:综述了新型分离技术——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New type of chemical separation technologyChen YuanAbstract:summarize the latest developments of supercritical fluid extraction technology and membrane separation technology.Introduce the working principle, technical characteristics of supercritical fluid extraction technology and its application in some fields.Introduce the separation mechanism , characteristics,the research progress of membrane separation technology,and its present application in various fields.Then introduce the latest research progress of membrane distillation technology.Key words:supercritical fluid extraction echnology;membrane separation technology;separation technology1 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。

化工过程中新型分离技术的开发与应用

化工过程中新型分离技术的开发与应用

化工过程中新型分离技术的开发与应用摘要:本文深入研究了化工过程中新型分离技术的开发与应用。

随着化工工业的迅速发展,提高生产效率、降低能耗成为亟待解决的问题。

传统分离方法存在效率低、能耗高等问题,为应对挑战,新型分离技术的涌现为提高分离效率和能源利用提供了新的可能性。

本文首先分析了化工过程中新型分离技术面临的挑战与现状,包括能耗平衡、环保要求等方面的问题。

详细探讨了新型分离技术的设计原理与应用场景,以及其在水处理、药物制备等领域的成功案例。

关键词:新型分离技术,化工过程,分离效率,能耗降低,可持续发展引言:随着化工工业的快速发展,提高生产效率、降低能耗成为行业亟待解决的关键问题。

在这一背景下,分离技术作为化工过程中的重要环节,其效率和能耗直接关系到工艺经济性和环境可持续性。

传统的分离方法在满足日益增长的产能需求和绿色生产要求上显露出一系列局限性。

为了应对这一挑战,新型分离技术的开发成为当前研究的焦点之一。

新型分离技术的涌现为我们提供了突破传统限制的可能性,为化工工艺带来了新的发展机遇。

1.化工过程中新型分离技术的挑战与现状在当今化工工业的不断发展中,分离技术一直是生产过程中至关重要的环节。

传统的分离方法逐渐显露出一系列的局限性,使得对更高效、更环保的分离技术的需求变得愈发迫切。

这一挑战性的现状不仅涉及对能源的有效利用,还关系到环境的可持续性,因而在新型分离技术的研究和应用中蕴含着巨大的挑战与机遇。

传统的分离技术,如蒸馏、萃取和结晶等,在满足基本分离需求的同时,逐渐显露出其天然的局限性。

蒸馏法存在能耗高、易产生废热的问题,而萃取法受制于溶剂的选择性和环境友好性,结晶法则在应对多组分体系时效率不高。

这些限制不仅增加了生产成本,也制约了化工工艺的进一步升级。

在新型分离技术面前,首要挑战之一是如何在提高分离效率的同时平衡能耗。

许多传统方法在效率和能耗之间存在一种权衡关系,提高效率往往伴随着更高的能耗,而低能耗往往以牺牲分离效率为代价。

石油化工中的新型分离技术研究进展

石油化工中的新型分离技术研究进展

石油化工中的新型分离技术研究进展摘要:石油化工行业是全球经济的重要支柱之一,然而,石油化工过程中的分离技术一直是制约行业发展的瓶颈。

本文主要探讨了石油化工领域中的新型分离技术的研究进展,并分析了其在提高产能和降低能源消耗方面的潜力。

1. 引言石油化工行业在现代工业中占据了重要地位。

然而,传统的分离技术在处理石油和石油化工中的复杂体系时存在局限性,这导致了能源浪费和环境污染。

因此,研究新型分离技术是解决这些问题的关键。

2. 新型分离技术的分类新型分离技术可以分为两大类:物理分离技术和化学分离技术。

物理分离技术包括膜分离、吸附分离、离子交换以及超临界流体萃取;化学分离技术则主要指离子液体技术。

2.1 膜分离技术膜分离技术是一种通过透过速率和选择性来分离组分的方法。

其中,膜材料的选择是关键。

近年来,聚合物膜、无机膜和纳米膜等新型膜材料的研究取得了很大进展,如聚合物膜的气体分离性能不断提高,无机膜的稳定性和选择性得到增强。

2.2 吸附分离技术吸附分离技术通过选择性吸附剂吸附组分来实现分离。

吸附剂的选择和设计对分离效果至关重要。

近年来,大量的研究致力于吸附剂的开发和改良,以提高分离效率和选择性。

2.3 离子交换技术离子交换技术通过交换膜上的离子来实现分离。

传统离子交换膜具有选择性较低的缺点,而新型高选择性离子交换膜的研究取得了一定进展。

此外,聚合物电介质络合物也被用作新型离子交换材料,以提高分离效果。

2.4 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是利用超临界流体的溶解能力和选择性来提取和分离目标组分。

超临界流体的选择和工艺条件的优化对技术的发展起着决定性作用。

研究表明,超临界流体萃取技术在石油化工中的应用潜力巨大。

3. 新型分离技术的应用领域新型分离技术在石油化工领域的应用非常广泛。

它们可以应用于石油提炼、液化天然气生产、石油化工产品的分离和纯化等环节。

这些技术不仅提高了产品质量和产能,还能降低能源消耗和环境污染。

化学工程中新型分离技术的发展与应用

化学工程中新型分离技术的发展与应用

化学工程中新型分离技术的发展与应用近年来,随着化学工程技术的不断发展和社会需求的不断增长,新型分离技术在化学工程中的应用越来越广泛,被视为推动工业生产和环境保护的重要手段。

本文将着重从技术原理、应用案例、未来展望等多个方面,对新型分离技术的现状进行描述和分析。

一、新型分离技术的原理新型分离技术主要包括膜分离技术、离子液体分离技术、超临界流体萃取技术、表面增强拉曼光谱分析技术等等。

其中,膜分离技术是一种基于物质在不同温度、压力、浓度等条件下的透过性选择性,对混合物物质实现分离的技术。

其基本原理是利用将物质分离的膜,将混合物内不同的物质分辨出来。

膜分离技术具有高效、省能、无化学污染这些优点,已经被广泛应用于化工、生化以及环保等领域。

离子液体分离技术则是一种基于离子液体的物性、结构,与特定化合物之间相互作用特征实现物质分离的技术。

其与传统有机溶剂或水相相比优异:无挥发性、热稳定性高、化学惰性强、导电性强;同时离子液体分离时浪费少,可回收利用率高,也能够缓解传统有机溶剂污染环境的问题。

超临界流体萃取技术,是指将超临界流体与混合物进行作用来改变混合物中不同物质的溶解度和扩散系数,进而实现物质分离的现代化分离技术。

超临界流体的状态介于气体与液体之间,与传统溶剂相比,具有温和性、可控性、分离程度高、回收溶剂成本低等优点。

表面增强拉曼光谱分析技术,是一种检测表面附着的微小分子的现代化分离技术。

通过局部表面等离子体共振效应与目标物分子相互作用,获得高灵敏度和高选择性的波长特征的新型分离技术。

在生物医学诊断、环境监测等领域具有广阔的应用前景。

二、新型分离技术的应用案例膜分离技术在现实生产中的应用案例非常广泛。

例如:在大规模普及的海水淡化中,采用的就是离子交换膜;在实现生物反应器和有机化学反应器中的物质分离,也大量运用到了膜分离技术;在化工行业中,利用反渗透技术将废水处理为循环水循环利用。

离子液体技术在含重金属的废水、化工废水治理和处理以及生态环保中有着广泛的应用。

化工分离工程选论论文.

化工分离工程选论论文.

论文题目:化工分离技术专业:化学工程研究生:(签名)指导教师:(签名)摘要化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分,是研究化工及其它相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学。

许多天然物质都以混合物的形式存在,要从其中获得具有使用价值的一种或几种产品,必须对混合物进行分离。

在许多加工工业中,例如化工、石油化工、炼油、医药、食品、材料、冶金、生化等,必须对中间体和产物进行分离和提纯,才能使加工过程进行下去,并得到符合使用要求的产品。

分离过程还是环保工程中用于污染物脱除的一个重要环节。

关键词:化工分离技术,新型分离,绿色化学,现代化工分离Subject :Chemical separation techniquesSpecialty : Chemical engineeringName : (Signature)Advisor : (Signature)ABSTRACTChemical separation engineering is an important part of chemical engineering, is the study of chemical and other related material in the process of isolation and purification of a technical science. Many natural materials are in the form of mixtures exist, from which you want to obtain a value of one or more products, the mixture must be separated.In many process industries such as chemical, petrochemical, refining, pharmaceuticals, food, materials, metallurgical, biochemical, intermediates and products must be separation and purification, to make the process go forward, and meets the requirements of the product used.Separation processes are an important part of environmental protection works for the removal of pollutants.Key words: Chemical separation techniques, novel, green chemistry and modern chemical separation目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 化工分离技术简介 (2)1.1.1 对分离的需求 (2)1.1.2 按照分离规模分类 (2)1.1.3 分离操作在化工生产中的重要性 (2)1.1.4 化工分离技术的特点 (2)1.1.5 分离过程的分类 (2)1.2 分离过程的发展趋势 (3)第二章精馏操作相关知识简介 (4)2.1 工艺原理 (4)2.1.1 精馏原理 (4)2.1.2 物料平衡 (4)2.1.3 热量平衡 (5)2.2 工艺控制 (5)2.2.1 温度、压力、组成之间关系 (5)2.2.2 工艺参数影响 (5)2.2.3 产品控制 (6)2.3 开停工及日常操作 (7)2.4 设备检查 (8)2.5 精馏装置的节能 (8)第三章新型化工分离技术 (10)3.1 膜分离技术 (10)3.1.1 膜技术分离特征 (10)3.1.2 技术原理 (10)3.1.3 技术特点 (10)3.1.4 膜分离技术的研究进展及应用现状 (11)3.1.5 膜蒸馏技术 (11)3.2 电渗析技术 (12)3.3 微滤、超滤技术 (13)3.4 反渗透、纳滤技术 (14)3.5 超临界流体萃取技术 (15)3.5.1 技术原理 (15)3.5.2 技术特点 (15)3.5.3 技术工艺流程 (15)3.5.4 超临界流体萃取技术的应用 (15)3.5.5 超临界流体萃取技术发展前景 (16)第四章结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)前言随着能源、资源、环境、新材料等基础工业和高新技术的发展,分离技术面临着新的机遇和挑战。

化学工业中的新型分离方法研究

化学工业中的新型分离方法研究

化学工业中的新型分离方法研究引言化学工业是一个多元化和复杂的领域,分离技术是化学工业中不可或缺的一环。

分离是将化学物质从混合物中抽离出来的过程。

传统的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、干燥等。

随着化学工业的快速发展,分离技术也在不断创新和发展。

本文将讨论化学工业中的新型分离方法。

一、绿色分离技术绿色分离技术是近年来发展迅速的一种新型分离方法。

它通过使用非传统的溶剂、环境友好型载体和生物质材料提高了分离过程的效率和可持续性。

绿色分离技术的主要特点是低代价、少污染和高效率。

例如,离子液体是一种绿色的新型溶剂,它可以用于分离、重整和纯化过程。

离子液体有许多优点:高选择性、高稳定性、高溶解力和较低的挥发性。

这使得它们在化学工业中得到越来越广泛的应用。

二、膜技术膜技术是另一种新型分离方法。

它包括微过滤、超过滤、纳滤、反渗透和气体分离等,通常与化学反应器、萃取或萃取过程结合使用,使得化学过程可以更加通透。

膜技术特别适用于包含大量杂质物的混合溶液。

例如,在海水处理和废水处理行业中,膜技术已成为解决水污染问题的重要手段。

三、分析多角度光散射分析多角度光散射(MALS)是一种基于粒子测量的新型分离方法。

它在蛋白质、聚合物和色素等领域中有着广泛的应用。

MALS通过测量光散射数据来确定分子的重量和结构,从而实现对分子的分离。

与其他方法相比,MALS不需要光学透镜或光学电路等昂贵的仪器装置,因此降低了分离成本。

四、微流控技术微流控技术是将化学样品通过微型通道系统进行操作和分离的新型方法。

微流控技术可通过很小的设备空间对样品进行快速、精确地分析,其中典型的应用包括药物开发、水质分析、食品科学等。

此外,由于液滴可以被轻易地操纵与选择,微流控系统还可以用于在化学生产过程中进行分离和反应。

五、超重力离心技术超重力离心技术是一种利用强磁场分离多相混合物的新型分离方法。

由于其高分离速度和高效率,超重力离心技术已经在多个领域中得到广泛的应用。

精细化工过程中的分离技术研究

精细化工过程中的分离技术研究

精细化工过程中的分离技术研究一、前言随着化学工业的发展,越来越多的化学工艺需要进行分离操作,因此分离技术逐渐成为了精细化工过程中的一个重要环节。

它的作用不仅在于提高产品的纯度和质量,还在于增加产品的收率和降低生产成本。

本文将从分离技术的基本原理、分类、特点和应用几个方面进行研究。

二、基本原理分离技术是指通过物理、化学或生物的手段将混合物各组成部分分开的技术。

其基本原理在于混合物各组成部分在不同条件下,例如物理状态、化学性质、分子大小、极性等的差异,使用不同的分离方式将它们从混合物中分离出来。

分离技术通常包括蒸馏、萃取、结晶、吸附、离子交换、过滤等多种方法。

三、分类根据分离操作所涉及的物理、化学和生物特性的不同,分离技术可分为以下几类:1. 蒸馏类分离技术蒸馏技术是将混合物中组成最易挥发的部分蒸发掉并重新凝固,以得到分离效果的一种手段。

蒸馏可以根据不同的原则分为常压蒸馏、真空蒸馏、蒸汽深冷等方式。

2. 萃取类分离技术萃取技术是利用物质在不同溶剂中的溶解度差别实现分离的技术。

将混合物加入到一种适宜的溶剂中,并充分搅拌均匀,混合物中不同成分因其在溶剂中的溶解度不同,而在溶液中的浓度也不同,从而实现了分离。

3. 结晶类分离技术结晶是将溶液中能够结晶的物质结晶出来,实现分离的技术。

这种方法常用于从水溶液中提取高纯度的无机化合物或有机化合物、生物学物质的纯化等。

4. 吸附类分离技术吸附技术是通过物质在固体表面或孔隙中的吸附性质,将其从溶液中分离出来的技术。

吸附分离技术常用于有机挥发性物质的净化、水中有机污染物的去除等。

5. 离子交换类分离技术离子交换技术是通过树脂上有官能团的存在,吸附和释放离子的方法,进行离子的分离达到纯化的目的。

这种方法通常用于从水溶液中分离和纯化离子。

6. 过滤类分离技术过滤技术是将混合物通过过滤膜,根据其分子大小、形状和孔隙度来进行分离的技术。

过滤常用于分离悬浮物、胶体、细胞和微生物等。

新型化工分离技术

新型化工分离技术

姓名:崔婷婷__班级:化工0804学号:_化工分离技术的若干新进展崔婷婷(吉林化工学院化工系, 吉林)摘要:介绍了化工分离过程的几种新技术的原理、适用范围及优点。

并根据其重要性、多样性及复杂性分析并讨论它在过程工业可持续发展中的意义和作用。

关键词:化工分离新技术可持续发展1.概述1.1化工分离过程的重要性分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作。

一个典型的化工生产装置通常由一个反应器和具有提纯原料、中间产物和产品的多个分离设备组成。

分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除有害物并提高收率;另一方面进行分离提纯得到合格的产品并使未反应的循环利用。

此外分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着极其重要的作用。

因此,分离操作在整个化工生产中占有十分重要的地位。

1.2化工分离技术的多样性由于化工分离技术的应用领域十分广泛,原料、产品和对分离操作的要求多种多样,这就决定了分离技术的多样性。

按化工分离过程机理划分,可大致分成5类, 即:生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶)。

加入新相进行分离(如萃取、吸收)。

用隔离物进行分离(如膜分离)。

用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。

它们的特点和设计方法有所不同,但各有特点和特定的应用场合。

1.3化工分离过程的复杂性化工分离技术十分复杂。

即使对于精馏、萃取这些比较成熟的技术,多组分体系大型设备的设计仍是一项困难的工作。

大型塔器设计、放大的主要困难在于塔内两相流动和传质过程的非理想性。

例如,大型规整填料塔中既存在着纵向混合和径向混合等宏观尺度的流动,也存在界面附近微尺度的涡流、界面和传递过程。

沿用了百余年的平衡级模型虽然简单、直观,但用于多组分分离过程的缺点已显而易见。

许多商用软件功能强大,已在工程设计中得到广泛运用。

但是,多相、多组分传质过程的数学模型尚不完善,这也体现了分离技术的复杂程度。

2.分离过程的新技术2.1 超声波提取技术超声波提取技术[]3(Ultrasound Extraction, UE)是近年来应用到中草药有效成份提取分离的一种最新的较为成熟的手段。

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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用于提取或精制热敏性和易氧化的物质。

它可广泛应用于以下主要领域:1.4.1 医药工业众所周知, 中草药中含有大量的天然活性物质, 而超临界萃取技术则是提取这些活性物质最好的手段之一, 现在已经能用该技术成功地提取了生物碱、黄酮、生育酚、吗啡等天然活性产物, 另外超临界萃取技术还可以用于抗生素的回收, 医药制品的精制、脱杂质, 维生素和酶的回收等。

Reverchon 等用惰性气体如氮气与超临界CO2、含药溶液形成混合物,其中氮气起辅助雾化(assisted atomization)作用,成功制得了粒径在0.5~3μm的四环素、利福平微粒及粒径在0.05~1.6μm的聚甲基丙烯酸树脂(PMMA)与0.1~3.5μm 的左旋聚乳酸(PLLA)微粒[4]。

1.4.2 食品工业由于超临界CO2 萃取技术所得萃取液溶剂残留少, 毒性低, 因此特别适合用于食品工业。

在食品工业中的应用一般包括食品中有益成分的提取及有害物质的去除。

运用该技术可以对咖啡豆脱咖啡因、烟草脱尼古丁、奶制品脱胆固醇, 从鱼油中提取多不饱和脂肪酸DHA、EPA, 萃取啤酒花中的有效成分, 以及从天然植物中提取食品添加剂如卵磷脂、麦胚油、茶油, 食用香料如八角油、茴香油, 食用色素如辣椒红、番茄红等, 其中对啤酒花有效成分的萃取、咖啡豆红茶脱咖啡因等已实现了工业化和产业化[1,5]。

1.4.3 精细化工超临界萃取在精细化工中使用最广泛的当属天然香精香料的提取了, 目前已成功地从许多香花、香料植物中提取出诸如从桂花、茉莉花、菊花、梅花、米兰花、百里香、野百里香、薰衣草、迷迭香中提取花香精, 从薄荷提取香料, 从芹菜籽、芫荽籽、砂仁等原料中提取精油。

此外,运用超临界萃取技术还可以对某些化妆品原料如甘油单脂、脂肪酸酯、表面活性剂等进行浓缩、精制[6~8]。

1.4.4 在环境保护中的应用由于超临界流体萃取技术具有高效,污染小等优点,可以用来处理工业废水、提取重金属、含氮废水、净化水源、降解废弃塑料等。

除了上面提到的几个方面的应用, 超临界流体萃取技术还在化学工业、材料制备、日化、陶瓷和仪器分析等领域有着重要的应用。

1.5 超临界流体萃取技术发展前景超临界流体萃取因其独特的物理化学特性,使其在一些重要领域中得到应用,同时结合起来超高压技术,超声波技术,超滤技术,微胶囊技术,静电场,磁场,精馏等技术,将会取得更大的社会经济效益。

今后,随着人们对于超临界流体技术认识和研究的进一步深化,这一新兴技术必将得以更广泛和深入的应用,而超临界流体技术本身也必将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。

2 膜分离技术2.1 技术原理膜分离技术(membrane separation technology)以具有选择透过性的膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、温度差、浓度差、电位差等)时,物料依据滤膜孔径的大小而通过或被截留,选择性地透过膜,从而达到分离、提纯的目的。

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技术特点(1)膜分离过程不发生相变化,因此膜分离技术是一种节能技术;(2)膜分离过程是在压力驱动下,在常温下进行分离,特别适合于对热敏感物质,如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等;(3)膜分离技术适用分离的范围极广,从微粒级到微生物菌体,甚至离子级都有其用武之地,关键在于选择不同的膜类型;(4)膜分离技术以压力差作为驱动力,因此采用装置简单,操作方便。

2.3 膜分离技术的研究进展及应用现状2.3.1 在处理工业废水中的研究与应用现在许多行业耗水量很高,排放废水污染特别严重。

随着工业需水量不断增加和环保法律法规越趋严格,工业废水的回用是势在必行的.膜分离技术处理工业废水主要是通过对废水中污染物的分离而达到废水处理的目的,使用微滤、超滤、纳滤技术处理油田采出水、造纸工业废水、纺织印染废水、重金属废水、处理高浓度有机废水等,使工业废水处理过程相对简单,且处理过程无二次污染,并且处理后的水还可以回收再利用。

2.3.2 在药物分离中的研究与应用微滤(MF) 可以用于无菌过滤、细胞收集、去除细菌和病毒;超滤(UF)可以用于去除菌丝、病毒、热源,大分子溶液的分离、浓缩、纯化和回收;纳滤(NF)可以用于药物的纯化、浓缩脱盐和回收;反渗透(RO)可以用于药物的纯化、浓缩和回收,无菌水的制备。

2.4 膜蒸馏技术2.4.1 膜蒸馏技术的基本原理膜蒸馏(membrane distillation,简称MD)是膜技术与蒸馏过程相结合的分离过程. 膜的一侧与热的待处理溶液直接接触(称为热侧),另一侧直接或间接地与冷的水溶液接触(称为冷侧),热侧溶液中易挥发的组分在膜面处汽化通过膜进入冷侧并被冷凝成液相,其他组分则被疏水膜阻挡在热侧,从而实现混合物分离或提纯的目的[12]。

2.4.2 膜蒸馏技术的应用(1)海水、哭盐水脱盐膜蒸馏最初用来进行海水淡化,但是由于材料的限制,通量太小,没能引起人们的兴趣。

随着材料技术的飞速发展,膜蒸馏技术也有了较大的进步。

N.Kjellander 等[13]首先安装了两套中试设备进行海水淡化实验,其结果表明膜蒸馏装置易于操作且非常稳定,产水电导率一直维持在较低的水平。

李玲、张建芳等用减压膜蒸馏处理新疆地区的苦咸水,当苦咸水中溶解性总固体含量在400g /L左右时,截留率能够维持在99.9%。

吕晓龙、吴春瑞等采用聚偏氟乙烯中空纤维膜,利用减压膜蒸馏对NaCl 水溶液进行研究,当热侧料液浓度为3.5%时,膜通量达到14.7 kg/( m2·h) ,截留率达到99.9%。

将膜蒸馏技术应用于海水、苦咸水淡化的优点非常明显,其过程在常温和常压下进行,结构简单,操作方便。

(2)工业废水的处理膜蒸馏在废水处理方面应用前景广阔。

Zakrzewska 等经研究发现,膜蒸馏在处理低放射性废水方面具有突出优点,能够将放射性废水浓缩至很小的体积,并具有极高的截留率,很容易达到排放标准。

Cryta 等采用超滤/膜蒸馏集成处理含油的废水,经超滤得到的渗透液含油小于5 mg/L,再将超滤得到的渗透液经MD 进一步净化,油可以全部除去,另外可将水中99.5%的有机物和99.9%的溶质除去;沈志松等采用减压膜蒸馏处理丙烯腈工业废水,可以达到国家颁布的丙烯腈排放控制要求;Banat 等采用PP 管状膜组件对含亚甲基蓝的废水作为料液进行了真空膜蒸馏的实验研究,效果良好[14]。

2.4.3 膜蒸馏的应用前景及发展趋势由以上论述可以看出,对MD 过程的研究发展十分迅速,在科技日新月异的今天,MD 技术拥有其独到的优势和广阔的发展前景,主要包括以下几个方面:1)MD 操作过程的条件十分温和(常压、数十℃),使用自然能源或废热便可以实现操作,在世界能源日益危机的今天具有极强的竞争力。

(2)能量回收是MD 装置中非常重要的一个环节。

热回收率的提高与MD 推动力的降低这一矛盾的解决是该技术实现大规模工业化的关键步骤之一。

(3)膜的价格是MD 过程运行成本的重要影响因素之一。

据估计,膜的价格至少要再降低一个数量级,方能使MD 过程的运行成本具有明显的竞争力。

(4)MD 过程与其他膜过程结合使用,发挥各自的优势,是今后膜技术应用的一个重要方向。

(5)为了实现MD 的实际应用,大型膜组件结构的设计和制备以及工艺流程和操作条件的优化都是十分重要的研究课题[15]。

MD 在当今有机污染物的处理方面发挥了重要作用,可以预见,MD 技术在废水处理中的潜力巨大。

近年来MD 应用研究更为普遍、深入,很多研究工作已经达到示范性生产的规模,相信MD 离工业化应用的时间不会太遥远。

参考文献:[1] 徐少萍,何熹. 超临界流体萃取技术的应用及其发展. 山东轻工业学院报,2003,17(2).[2] 张荔,吴也,等.超临界流体萃取技术研究新进展.福建分析测试,2009,18(2).[3] 周丽屏郭璇华. 超临界流体萃取技术及其应用. 现代仪器,2006,4.[4] 高彦祥. 超临界CO2 萃取香料精油的研究[ J] . 食品与发酵工业, 1996, ( 6) : 8.[5] 何春茂等. 超临界CO2 萃取桂花和茉莉浸膏的研究[ J] . 精细化工, 1998, ( 2) :22.[6] 易化森. 超临界CO2 萃取技术用于天然香料的分离[ J] . 四川日化, 1991, ( 2) : 28.。

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