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渗透汽化:物料透过膜时的相变特点

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:渗透汽化与其他膜分离技术的最大区别在于物料透过膜时将产生相变。(一)渗透汽化特点分离系数大。因此,渗透汽化适合于用精馏方法难以分离的近沸物和恒沸物的分离。恒沸物的分离,当恒沸液中一种组分的含量较小时,可以直接用渗透汽化法得到纯产品。当恒沸物中两组分含量接近时,可以用渗透汽化与精馏联合的集成过程。利用其分离系数高,单极分离效果好的特点,选择性地移走反应产物,促进化学反应的进行。

渗透汽化:物料透过膜时的相变特点

渗透汽化与其他膜分离技术的最大区别在于物料透过膜时将产生相变。因此在操作过程中必须不断提供至少相当于透过物汽化潜热的热量,才能维持一定的操作温度。

(一)渗透汽化特点

(1)分离系数大。针对不同物系的性质,选用适当的膜材料与制膜方法可以制得分离系数很大的膜,一般可达几十至几千、甚至更高。因此只用单级即可达到很高的分离效果。

(2)渗透汽化虽以组分的蒸汽压差为推动力,但其分离作用不受组分汽—液平衡的限制,而主要受组分在膜内渗透速率控制。各组分分子结构和极性等的不同,均可成为其分离依据。因此,渗透汽化适合于用精馏方法难以分离的近沸物和恒沸物的分离。

(3)过程中不引入其他试剂,产品不会受到污染。

(4)过程简单,附加的处理过程少,操作比较方便。

(5)过程中透过物有相变,但因透过物量一般较少,汽化与随后的冷凝所需能量不大。

(6)渗透通量小,一般小于2000g/(m2·h),而选择性高的膜,其通量往往只有100g/(m2·h)左右,甚至更低。

(7)膜后侧需抽真空,但通常采用冷凝加抽真空法,需要由真空泵抽出的主要是漏入系统的惰性气体,抽气量不大。(www.xing528.com)

(二)渗透汽化适用的分离过程

(1)具有一定挥发性的物质的分离,这是应用渗透汽化法进行分离的先决条件。

(2)从混合液中分离出少量物质,例如有机物中少量水的脱除,可以充分利用渗透汽化分离系数大的优点,又可少受透过物汽化耗能与渗透通量小的不利影响。

(3)恒沸物的分离,当恒沸液中一种组分的含量较小时,可以直接用渗透汽化法得到纯产品。当恒沸物中两组分含量接近时,可以用渗透汽化与精馏联合的集成过程。

(4)精馏难以分离的近沸物的分离。

(5)与生物及化学反应过程结合。利用其分离系数高,单极分离效果好的特点,选择性地移走反应产物,促进化学反应的进行。

(6)同分异构体的分离,在制备膜的过程中,加入特殊的添加剂,如环糊精、蒙脱土等,提高对其中一种物质的分离系数。

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