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一、膜技術概述: 膜技術概述: 膜過程是一門新興的多種學科交叉的新技術,已經成為工業上氣體分離、水溶液 分離、化學產品和生化產品的分離與純化的重要過程,廣泛應用于食品、飲料加工、 水處理、大規模空氣分離、濕法冶金技術、氣體和液體燃料的生產以及石油化工制品 生產等。 膜從廣義上講可以定義為兩相之間的一個不連續區間,它可以是固相,液相,甚 至氣相的。 從分離的意義上來講, 膜可以定義為:Membranes are thin barriers across which physical and/or chemical gradients can be established to produce differential flows of one or more components 。 大多數的分離膜都是固體膜,目前,無論是從產量、產值、品種、功能或是應用 對象上來講, 固體膜都占 99% 以上, 其中尤以有機高分子聚合物材料制備成的膜和其 過程為主。無機膜近年來發展迅速。液膜也有其特點,但尚待發展。 物質選擇透過膜的推動力可分為兩類:一是外界能量,物質發生由低位到高位的 轉移;二是化學位差,物質由高位向低位轉移。 膜分離過程的特點:高效;能耗(功耗)低;膜分離設備操作維護方便,運行穩 定;規模和處理能力范圍很大。 二、膜材料與膜組件 1.膜材料及分類 具有分離功能的固體膜目前主要以有機高分子聚合物為膜材料。以無機膜為膜材 料的分離膜近年來發展迅速。 膜的分類主要有四種方法: 膜的分類主要有四種方 按膜的結構分類 法 天然膜 合成膜 無機膜 高分子膜 多孔膜 微孔介質 大孔膜 非多孔膜 無機膜 聚合物膜 按膜的用途分類 按膜的作用機理分類 氣相系統中用膜 吸附性膜 氣 - 液系統中 用膜 液 - 液系統用 膜 氣 - 固系統用 膜 液 - 固系統用 膜 固 - 固系統用 膜 擴散性膜 離子交換膜 選擇滲透膜 非選擇性膜
液膜 2.膜組件 膜面積愈大,單位時間透過量愈多,因此,當膜分離技術實際應用時,要求開發 在單位體積內具有最大膜面積的組件。目前主要有以下幾種形式: 板框式( Plate and Frame Module )、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圓 管式 (Tubular Module) 、中空纖維式 (Hollow Fiber Module) 和毛細管式 (Capillary Module) 。 前兩種使用平板膜, 后三者使用管式膜。 圓管式膜直徑 >10mm; 毛細管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式 <0.5mm> 。 表:各種膜組件特性 名稱/項目 中空纖 毛細管式 維式 高 難 高 可 有 中 易 中 否 有 螺旋卷式 250~800 中 中 中 可 無 平板式 800~2500 低 易 中 較難 無 圓管式 400~1500 低 易 低 較難 無
價格 (元 /m 3 )40~150 150~800 沖填密度 清洗 壓力降 可否高壓操作 膜形式限制