滲透汽化|智宏思博環(huán)保科技|滲透氣化膜

滲透氣化法根據(jù)溶質(zhì)間透過(guò)的相互作用決定溶質(zhì)的滲透速度，根據(jù)相似相溶的原理，疏水性較大的溶質(zhì)易溶于疏水膜，因此滲透速度高，在透過(guò)一側(cè)得到濃縮。滲透氣化的原理示于圖。疏水膜的一側(cè)通入料液，另一側(cè)（透過(guò)側(cè)）抽真空（圖4.5）或通入惰性氣體,使膜兩側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)分壓差.在分壓差的作用下,料液中的溶質(zhì)于膜內(nèi),擴(kuò)散通過(guò)膜,在透過(guò)側(cè)發(fā)生氣化,氣化的溶質(zhì)被裝置外設(shè)置的冷凝器回收。滲透氣化過(guò)程中溶質(zhì)發(fā)生相變，透過(guò)側(cè)溶質(zhì)以氣體狀態(tài)存在，因此消除了滲透壓的作用，從而使?jié)B透氣在較低的壓力下進(jìn)行，適于高濃度混合物的分離。滲透氣法利用溶質(zhì)之間膜透過(guò)性的差別，特別適用于共沸物和揮發(fā)度相相差較小的雙組分溶液的分離。例如，利用滲透氣化法溶縮乙醇。因此，滲透氣化又稱膜蒸滲透氣化又稱膜蒸餾。滲透汽化可經(jīng)濟(jì)地用于較寬的領(lǐng)域, 但濃度范圍有一定限制, 如料液中要脫除者在100ppm以下, 用活性炭吸附可能較便宜；同樣, 若大于5%~10%,則精餾, 吹除等法可能仍較滲透汽化為便宜, 而中間區(qū)域100ppm~5%之間,滲透汽化法較有優(yōu)勢(shì), 可有不少重要的用途。當(dāng)前滲透氣化主要有三方面應(yīng)用，即溶劑脫水, 水的純化以及有機(jī)物一有機(jī)物的分離。, 其它方面的應(yīng)用正在不斷開(kāi)發(fā), 特別是有機(jī)物/有機(jī)物的分離列為膜分離中重要研究課題的重要一項(xiàng), 也是因?yàn)樗艽婊虿糠执婢s。精餾為重要的操作單元, 但也是高能耗操作單元, 據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)報(bào)導(dǎo)，美國(guó)化學(xué)工業(yè)和石油煉制工業(yè)中的28%能耗為精餾所用, 認(rèn)為如果用滲透汽化技術(shù), 只要能節(jié)約10%就非?？捎^了。 滲透汽化（Pervaporation，簡(jiǎn)稱為PV）又稱滲透蒸發(fā)，它是利用液體中多種不同組分在膜中的溶解度與擴(kuò)散系數(shù)的差別，其中易溶解組分較多地溶解在膜上，并擴(kuò)散通過(guò)膜，在膜的另一側(cè)汽化而被抽出，從而實(shí)現(xiàn)分離的膜過(guò)程。      滲透汽化過(guò)程中的傳質(zhì)推動(dòng)力為膜兩側(cè)的濃度差或表現(xiàn)為膜兩側(cè)被滲透組分的分壓差任何能產(chǎn)生這種推動(dòng)力的技術(shù)都可用來(lái)實(shí)現(xiàn)滲透汽化過(guò)程。      原料液進(jìn)入膜組件，流過(guò)膜面，在膜后側(cè)保持低壓。由于原液側(cè)與膜后側(cè)組分的化學(xué)l位不同，原液側(cè)組分的化學(xué)l位高，膜后側(cè)組分的化學(xué)l位低，所以原液中各組分將通過(guò)膜向膜后側(cè)滲透。因?yàn)槟ず髠?cè)處于低壓，所以組分通過(guò)膜后即汽化成蒸氣，蒸氣用真空泵抽走或用惰性氣體吹掃等方法除去，使?jié)B透過(guò)程不斷進(jìn)行。原液中各組分通過(guò)膜的速率不同，透過(guò)膜快的組分就可以從原液中分離出來(lái)。從膜組件中流出的滲余物可以是純度較高的透過(guò)速率較慢的組分的產(chǎn)物。滲透汽化分離工藝主要包括原料預(yù)熱、膜分離、真空抽吸、產(chǎn)品冷凝等操作單元。膜透過(guò)側(cè)采用抽真空加冷凝的方式以形成膜兩側(cè)組分的蒸汽分壓差。滲透蒸汽在真空抽吸下進(jìn)入冷凝器冷凝后回收處理。節(jié)能該分離過(guò)程節(jié)能***，特別適合共沸物、近沸物的分離，與傳統(tǒng)精餾、吸附相比可節(jié)能50%以上，收率>***。環(huán)境友好不引入和產(chǎn)生第三組分，分離過(guò)程全封閉，對(duì)環(huán)境和產(chǎn)品沒(méi)有污染，同時(shí)少量滲透液可以回收處理并循環(huán)使用。節(jié)省空間裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與精餾相比可節(jié)省4/5空間以上，減少基建投資簡(jiǎn)便安全工藝流程簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單安全?？珊推渌み^(guò)程耦合，優(yōu)化工藝流程。