化工分離納米膜過濾技術(shù)_第1頁
化工分離納米膜過濾技術(shù)_第2頁
化工分離納米膜過濾技術(shù)_第3頁
化工分離納米膜過濾技術(shù)_第4頁
化工分離納米膜過濾技術(shù)_第5頁
已閱讀5頁,還剩30頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

化工分離納米膜過濾技術(shù)第1頁/共37頁第五章納米膜過濾技術(shù)

納米過濾關(guān)鍵是膜材料及制作猶太科學(xué)家20世紀(jì)70年代研究制造化學(xué)性能穩(wěn)定的納米膜。稱選擇性反滲透膜(SelectiveReverseOsmosisMembrane,SelRO)。技術(shù)壟斷、保密原因,SelRO系列膜性質(zhì)、特點及大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用直到近年才公諸于世

20世紀(jì)80年代初,美國FilmTec科學(xué)家研究薄層復(fù)合膜.使90%NaCl透析,99%蔗糖被截留這種膜既不稱為反滲透膜,也不屬超濾膜范疇(可透析無機鹽截留低分子量有機物),能截留率>95%的最小分子(約1nm),命名為”納米過濾”第2頁/共37頁納米膜過濾的獨特之處

水處理:反滲透技術(shù)耗能高,產(chǎn)水量低,去掉幾乎所有對人體有效的微量元素鈉濾技術(shù)只脫除形成水硬度的Ca、Mg,保留部分鹽類和微量元素;脫除掉絕大部分農(nóng)藥、化肥、清洗劑等化工產(chǎn)品殘留物,避免人體危害第3頁/共37頁

濃縮乳清及牛奶乳清牛奶濃縮納濾技術(shù)濃縮牛奶,不但可脫除牛奶中的鹽分,且可脫除一些雜味物質(zhì),牛奶口感較好離子交換活性碳影響植物水解蛋白的香氣使產(chǎn)品的成本加大

調(diào)味品脫色

動物和植物水解蛋白鈉濾技術(shù)僅截留分子量較大的色素,使植物蛋白、動物蛋白中的氨基酸和香氣成分較好地保留,可脫除掉焦糖色素中的亞銨鹽和不良?xì)馕兜?頁/共37頁納濾在其它方面應(yīng)用氨基酸分離利用納濾的荷電性可對分子量相差無幾的氨基酸進(jìn)行分離調(diào)節(jié)釀酒發(fā)酵液調(diào)節(jié)釀酒發(fā)酵液組分:為了提高低糖度葡萄汁釀酒的發(fā)酵效果,可用納濾技術(shù)調(diào)節(jié)各組分的含量,提高葡萄酒質(zhì)量回收大豆低聚糖酸堿法生產(chǎn)大豆分離蛋白中,會產(chǎn)生大量的乳清廢液。用納濾技術(shù)來回收大豆低聚糖是處理乳清廢液十分有效的途徑。第5頁/共37頁微濾

MF超濾

UF納濾NF反滲透

RO懸浮粒子糖二價鹽單價鹽水大分子5.1概述

納米過濾(NF)是介于反滲透(RO)與超濾(UF)間的以壓力為推動力的新型膜分離過程第6頁/共37頁谷物面粉含水鹽溶液金屬離子酵母菌海沙活性碳細(xì)菌病毒原子半徑白蛋白糖花粉粒離子分子大分子小微粒大顆粒第7頁/共37頁微濾

MF超濾

UF納濾

NF反滲透

RO普通過濾

微粒或分子的大小[m]

壓差

P[MPa]第8頁/共37頁

納濾與反滲透、超濾操作性能比較

納米過濾膜截斷分子量<1000,>300截斷分子量>反滲透膜<超濾膜填補超濾和反滲透留下的空白第9頁/共37頁

納米過濾的特點

①集濃縮與透析為一體在過濾分離過程中.能截留小分子的有機物并可同時透析出鹽②操作壓力低無機鹽能通過納米濾膜而透析,滲透壓低(反滲透)一定膜通量,外加壓力比反滲透低得多,具有節(jié)約動力的優(yōu)點。第10頁/共37頁5.2納米濾膜的性質(zhì)、特點

多數(shù)納米濾膜由多層聚合物薄膜組成特點:活性層常帶有負(fù)電化學(xué)基團(tuán)。多孔性

(平均孔徑2nm)

截留分子量范圍

100~200

熱穩(wěn)定性良好

pH值穩(wěn)定性好有機溶劑穩(wěn)定性第11頁/共37頁A.SelRO系列納濾膜的性質(zhì)與特點維生素濃縮脫鹽,濃縮10倍102030313234405060聚合物粘膠應(yīng)用第12頁/共37頁表5.3SelRO納米濾膜的性質(zhì)第13頁/共37頁第14頁/共37頁B.SelRO納濾膜的構(gòu)型與組件(卷式膜)

單位體積膜面積大造價低易堵塞

第15頁/共37頁B.SelRO納濾膜的構(gòu)型與組件(管式膜)

單位體積膜面積小,造價高直接濃縮不易堵塞清洗方便

第16頁/共37頁第17頁/共37頁

C.納米過濾的分離特性

①有離子選擇性,表層孔徑屬nm級范圍,分離對象為

1nm

左右的物質(zhì)。對NaCl脫除率在80%②含負(fù)電荷親水性基團(tuán),水通量比RO膜高③表面有活性基因有抗污染能力(疏水性膠體、油脂、蛋白質(zhì),有機物)用于高污染源(如染料濃縮和造紙廢水處理)優(yōu)于反滲透膜。④如溶質(zhì)所帶電荷相反,它與膜配合會導(dǎo)致污染,最好用于不帶電荷分子的截留第18頁/共37頁5.3

納米過濾的應(yīng)用

第19頁/共37頁第20頁/共37頁A.在抗生素的回收與精制上的應(yīng)用

抗生素生產(chǎn)過程

萃取抗生素

有機溶劑蒸餾赤霉素青霉素乙酸乙酯膜的要求:耐有機溶劑疏水性優(yōu)點:透過膜純化有機溶劑循環(huán)使用MPW-50、60

濃縮液中抗生素的濃度高M(jìn)PF-42

萃取水相殘液中含0.1%~1%抗生素和較多的有機溶劑,可回收抗生素與溶劑。采用截留分子量約為200的AFC30型管式納濾膜,每根膜面積1.2m2,膜的平均截留率99%損失率<1%納米過濾第21頁/共37頁蒸發(fā)分離過程:

混合有機物納米膜優(yōu)點:①可在低溫下進(jìn)行濃縮,縮短時間(幾天→幾小時),同時可得完整的產(chǎn)品;②濃縮中同時可進(jìn)行產(chǎn)品的純化,小分子的有機污染物和小分子鹽與溶劑透過膜

肽與多肽被膜截留,如從有機溶劑中截留天冬甜肽(天冬酰苯丙氨酸甲酯)色譜柱洗脫液肽

B.納米過濾在肽的純化與濃縮中的應(yīng)用

第22頁/共37頁

C.納米過濾在含溶劑廢水處理中應(yīng)用

在納米過濾技術(shù)這一新領(lǐng)域中,同樣可用膜來完成含水溶劑中水的分離MPW公司已經(jīng)開發(fā)出了特殊的膜處理廢水,在有機溶劑中顯示出極好的穩(wěn)定性其中包括烴類、醇類、醛類、酮類、烷基酮類、烷基腈類、醚類和它們與水在一起的各種比例的混合物。第23頁/共37頁第24頁/共37頁第25頁/共37頁

D.納米過濾在處理化工合成廢液中的應(yīng)用有機合成中的廢液處理過程

廢液濃縮焚燒(空氣氧化)

蒸發(fā)和反滲透濃縮后含鹽量↑,鹽會給焚燒和氧化帶來麻煩。納米過濾特點:①可脫鹽②可濃縮回收有機合成產(chǎn)生的酸性廢液,低分子量的不能生物降解有機物、多種難處理的溶劑

MPW公司已在中歐安裝了兩套處理化工廢液的設(shè)備,每套可處理700m3/d的廢液第26頁/共37頁第27頁/共37頁E.納米過濾在處理酸堿液中的應(yīng)用

納米膜有耐熱性(80℃)和耐酸性(pH0~14)可回收廢液中的無機酸和堿(通常有重金屬、低分子量的有機物和其他雜質(zhì)。優(yōu)點:①回收的酸或堿可抵消操作費;②可減少處理液體積;③由于無需進(jìn)行中和,節(jié)省費用。工業(yè)應(yīng)用例子:①從反應(yīng)介質(zhì)中提純磷酸:②從反應(yīng)介質(zhì)中回收硫酸;③從金屬酸洗液中回收無機酸;④從濕法冶金的廢液中回收酸;⑤從造紙、紡織和食品工業(yè)廢液中回收堿等。第28頁/共37頁F.從涂料生產(chǎn)的廢油漆泥中回收聚合物粘合劑油漆生產(chǎn)中,有40%~50%的油漆累積在廢水中成為漆泥,含有高濃度的顏料和聚合物粘合劑,常用焚燒處理,粘合劑很有價值,漆泥中粘合劑含量500kg/t。可獲價值700~1400$/t的純利潤第29頁/共37頁G.納米過濾用于H2S洗液的脫鹽

天然氣含H2S氣體,須除去。工業(yè)上一般用胺溶液來脫除H2S,溶液經(jīng)再生處理去胺后,余下含H2S的濃縮液,按含量的高低決定回收或焚燒回收方法:鐵離子氧化還原法

2Fe3+

+H2S=2Fe2+

+2H+

+S

吹空氣的方法使鐵離子再生

2Fe2+

?O2+2H+=2Fe3+

+H2O

總反應(yīng)式:H2S+?O2=S+H2O反應(yīng)條件:pH值為8.5~8.5,>7時,2%~9%的H2S被氧化為酸性含硫化合物,使pH↓,加堿鹽濃度↑,密度或粘度↑,單質(zhì)硫回收困

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論