1. 膜分离仪器
膜分离技术 膜分离法以选择性透过膜为介质,在电位差,压力差,浓度差等推动力下,有选择的透过膜,从而达到分离提纯的目的。 ①钯膜扩散法,在一定温度下、氢分子在钯膜一侧离解成氢原子,溶于钯并扩散到另一侧,然后结合成分子。经一级分离可得到99。99-99。9999%纯度的氢, 钯合金纯化工艺,对原料气中的氧·水·重烃·硫化氢,烯烃等的含量要求很严,氧会在钯合金膜表面发生氢氧催化反应,反应产的大量热,使扩散室中钯合金膜局部过热受损,水·硫化氢·烯烃·重烃会使钯合金表面重毒,氢气进入钯膜之前,氧降至0。1PPm,水和其它杂质量降到1PPm以下,。钯膜的渗透压力,通常膜前1。4一3。45Mpa,膜后压力448一690Kpa。由于钯属于贵金属、本法只适于较小规模且对氢气纯度要求很高的场合使用。 ②有机中空纤维膜扩散法,有聚砜、聚酰亚胺,聚碳酸酯等。 ③中空维维膜分离回收氢装置应用的最广,从合成氨弛放气,甲醇厂放空气和石油炼制过程的各种尾气。采用有机中空纤维膜分离工艺,可以利用放空尾气的自身压力,以膜两侧的分压差为推动力。 氨厂尾气引入膜组件之前,必须作脱氨处理。氨含量降至200PPm以下。防止膜被氨溶胀而损坏。 低温分离 ①低温冷疑 基于氢与其它气体沸点差异大的原理,在操作温度下,使除氢以外所有高沸点组分冷凝为液体的分离方法·适合氢含量30-80%的原料气回收氢。产氢纯度90-98%。 ②低温吸附从电解氢或纯度为99。9%的工业原料氢气,可以制取纯度为99。999-99。9999%的高纯氢和超纯氢。 一般用两塔流,一塔吸附,另一塔再生、周期定时切换,连续工作 变压吸附 工艺流程简单·自动化程度高,操作维修费用低,产品纯度可调性强。一次分离同时去除多种杂质组分的特优点。 变压吸附(PSA)技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性,将原料气在一定压力下通过吸附床,相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附,低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床,达到氢和杂质组分的分离。氢气提纯采用四塔二均工艺。该公司蓝博净化科技,采用的 就是变压吸附制氢技术。 金属氢化物法 生产纯度99。999%高纯氢 利用贮氢合金对氢的选择性,生成金属氢化物,氢中的其它杂质浓缩于氢化物之外,随着废气排出。金属氢化物分离放出氢气。从而使氢气纯化。常用两个四个联合起来连续工作。 工艺上包括吸氢和放氢,低温高压吸氢。、高温低压放氢。 催化脱氧法 用钯或铂作催化剂,氧和氢反应生成水,用分子筛干燥脱水,特别适用于电解氢的脱氧纯化,可制得纯度为99。999%的高纯氢。
2. 膜分离技术简介
1.微滤(MF):截留直径大小在0.1um以上的物质,通常作为超滤、纳滤、反渗透的预过滤;通量大、运行成本低。其基本原理是筛孔分离过程,微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等;无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其它污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
2.超滤(UF):截留分子量在1000~500000之间的可溶性物质;是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。
3.纳滤(NF):截留分子量在150以上、直径在1nm左右的物质,是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术。
4.反渗透(RO):水及部分微小分子物质透过,多用于纯水制备、海水淡化等领域,也用于氨基酸等小分子的浓缩。
3. 膜分离产品
压力式膜分离设备包括平板式、管式、螺旋卷和中空纤维式膜组分等四种类型。 它们所用膜的平均孔径范围依次由小变大。
4. 膜分离技术
我以前的大学一个院士就做膜分离的,973计划首席科学家。 膜分离技术就象筛子一样,可以有选择地根据分子大小不同而过滤。做核武器的铀分离,全世界只有美国人用膜分离技术,其他国家都是离心法。 在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多 分离,可以得到含90%以上氧气的富氧气空气。 富氧膜的研究在医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等方面得到重要应用。 膜法富氧技术 富氧原理:膜法富氧是利用空气中各组分透过膜时的渗透速率不同,在压力差驱动下,使空气中氧气优先通过膜而得到富氧空气。
5. 膜分离实验
一、膜分离技术与传统分离技术相比的优点如下:
1、在常温下进行:
有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩
2、无相态变化:
保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8
3、无化学变化:
典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染
4、选择性好:
可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能
5、适应性强:
处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化
6、能耗低:
只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8
二、膜分离技术基本介绍:
膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。