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1、TSHYTSHY7 新分离方法新分离方法7.1 泡末吸附分离技术泡末吸附分离技术7.2 液膜分离技术液膜分离技术7.3 固膜分离技术固膜分离技术7.4 耦和技术耦和技术7.5 分离过程的选择分离过程的选择TSHYTSHY7.1 泡沫吸附分离技术泡沫吸附分离技术n基本概念基本概念n泡泡沫沫分分离离技技术术就就是是根根据据表表面面吸吸附附原原理理，籍籍鼓鼓泡泡使使溶溶液液内内的的表表面面活活性性物物质质聚聚集集在在气气液液界界面面(气气泡泡表表面面)，上上浮浮至至溶溶液液主主体体上上方方形形成成泡泡沫沫层层，将将泡泡沫沫层层与与液液相相主主体体分分开开，就就可可达达到到浓浓缩缩表表面面活活性性物物
2、质质和和净净化化液液相相主主体的目的。体的目的。被被浓浓缩缩在在泡泡沫沫层层的的物物质质可可以以是是表表面面活活性性物物质质，也也可可以以是是与与表表面面活活性性物物质质具具有有亲亲和和能能力力的的其其他他物物质质，如如金金属属阳阳离离子子、阴阴离离子子、蛋蛋白白质质、酶酶、染料、矿物粒子、溶液悬浮物质等。染料、矿物粒子、溶液悬浮物质等。泡泡沫沫分分离离技技术术常常用用于于肥肥皂皂泡泡沫沫去去污污渍渍、矿矿物物浮浮选选、原原子子能能工工业业、化化学工业、废水处理等领域。学工业、废水处理等领域。TSHYTSHY7.1.1 泡末吸附技术的分类泡末吸附技术的分类TSHYTSHY7.1.2 泡末分离基
3、本原理泡末分离基本原理1.泡末的形成泡末的形成TSHYTSHY7.1.2 泡末分离基本原理泡末分离基本原理2.泡末的结构泡末的结构三泡结构三泡结构两泡结构两泡结构四泡结构四泡结构TSHYTSHY7.1.3 泡末分离流程泡末分离流程1.非泡末分离流程非泡末分离流程溶剂消去法流程溶剂消去法流程TSHYTSHY7.1.3 泡末分离流程泡末分离流程2.间歇泡末分离流程间歇泡末分离流程TSHYTSHY7.1.3 泡末分离流程泡末分离流程3.连续泡末分离流程连续泡末分离流程提馏式提馏式TSHYTSHY7.1.3 泡末分离流程泡末分离流程3.连续泡末分离流程连续泡末分离流程精馏式精馏式TSHYTSHY7.1
4、.3 泡末分离流程泡末分离流程3.连续泡末分离流程连续泡末分离流程全馏式全馏式TSHYTSHY7.1.4 泡末分离的优点与局限泡末分离的优点与局限1.泡末分离的优点泡末分离的优点 能在很低浓度下有效地除去表面活性剂（能在很低浓度下有效地除去表面活性剂（ppm级）。级）。在在加加入入表表面面活活性性剂剂后后，可可同同样样有有效效地地除除去去很很低低浓浓度度的可捕集物。的可捕集物。全全塔塔充充满满稳稳定定泡泡末末时时，可可用用回回流流方方式式增增加加单单塔塔分分离离能力。能力。设备简单，操作方便，能耗低。设备简单，操作方便，能耗低。TSHYTSHY7.1.4 泡末分离的优点与局限泡末分离的优点与局
5、限2.泡末分离的局限泡末分离的局限 溶溶液液中中表表面面活活性性剂剂浓浓度度高高于于临临界界胶胶束束浓浓度度时时，泡泡末末稳定，但分离效率会降低。稳定，但分离效率会降低。在在临临界界胶胶束束浓浓度度以以下下能能维维持持稳稳定定泡泡末末的的表表面面活活性性剂剂种类较少。种类较少。分离出的泡末中夹带的表面活性剂难以返回利用。分离出的泡末中夹带的表面活性剂难以返回利用。系系统统中中的的返返混混会会严严重重影影响响分分离离效效率率，使使泡泡末末分分离离的的设计计算比较困难。设计计算比较困难。TSHYTSHY7.2 液膜分离技术液膜分离技术n基本概念基本概念 液液膜膜分分离离技技术术就就是是以以液液膜膜
6、为为分分离离介介质质、以以浓浓差差为为推推动力的液动力的液-液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。起起分分离离作作用用的的液液膜膜通通常常为为添添加加了了表表面面活活性性剂剂的的溶溶剂剂相，液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。相，液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。液液膜膜分分离离技技术术常常用用于于湿湿法法冶冶金金工工业业、石石油油与与化化学学工工业、生化工业、制药工业、环境保护等领域。业、生化工业、制药工业、环境保护等领域。TSHYTSHY7.2.1 液膜的结构与分类液膜的结构与分类1.液膜的定义及组成液膜的定义及组成n液液膜膜是是一一层层
7、很很薄薄的的液液体体，它它阻阻隔隔在在两两个个可可互互溶溶但但组组成成不不同同的的液液相相之之间间，一一个个液液相相中中的的待待分分离离组组分分通通过过液液膜膜的的渗渗透透作作用用传传递递到到另另一一个个液相中，从而实现分离的目的。液相中，从而实现分离的目的。n液液膜膜通通常常由由溶溶剂剂（水水或或有有机机溶溶剂剂）、表表面面活活性性剂剂和和添添加加剂剂组组成成。溶溶剂剂是是构构成成液液膜膜的的基基体体；表表面面活活性性剂剂亲亲水水亲亲油油基基团团在在溶溶剂剂中中的的定定向向排排列列是是成成膜膜的的关关键键；添添加加剂剂的的主主要要作作用用是是确确保保膜的强度和提高膜的渗透性。膜的强度和提高膜
8、的渗透性。TSHYTSHY7.2.1 液膜的结构与分类液膜的结构与分类2.液膜的分类液膜的分类（1）乳化膜）乳化膜 先先将将膜膜相相与与内内相相制制作作成成油油包包水水(W/O)的的乳乳化化液液，再再将将乳乳化化液液投投入入到到外外相相中中，形形成成W/O/W双乳化液。双乳化液。这这样样，中中间间的的有有机机相相层层就就成为分隔两水相的液膜。成为分隔两水相的液膜。TSHYTSHY7.2.1 液膜的结构与分类液膜的结构与分类（2）支撑膜）支撑膜 支支撑撑架架选选择择多多微微孔孔(微微米米级级)亲亲油油性性材材料料，先先配配制制好好膜膜相相，将将支支撑撑架架放放入入膜膜相相中中浸浸润润，使使各各微
9、微孔孔中充满成膜液而形成液膜。中充满成膜液而形成液膜。将将浸浸润润后后的的支支撑撑架架置置于于容容器器中中，在在两两侧侧分分别别加加入入浓浓相相和和稀稀相相，就就形成了支撑液膜萃取体系。形成了支撑液膜萃取体系。TSHYTSHY7.2.2 液膜分离机理液膜分离机理1.选择性渗透选择性渗透 在在液液膜膜设设计计时时，根根据据被被分分离离组组分分的的性性质质，选选择择能能溶溶解解它它的的溶溶剂剂成成膜膜，其其余余组组分分则则不不能能溶溶解解于于膜膜相相，从从而而达达到到分分离离的的目的。目的。TSHYTSHY7.2.2 液膜分离机理液膜分离机理2.滴内化学反应滴内化学反应 在在内内相相中中包包含含能
10、能与与外外相相被被分分离离组组分分反反应应的的物物质质，当当被被分分离离物物质质进进入入内内相相后后立立即即被被反反应应掉掉。这这样样就就保保持持内内相相中中被被分分离离组组分分含含量量始始终终很很低低，维维持持较较高高的的传传质推动力。质推动力。TSHYTSHY7.2.2 液膜分离机理液膜分离机理3.膜相化学反应膜相化学反应 在在膜膜相相中中包包含含能能与与外外相相被被分分离离组组分分反反应应的的物物质质，内内相相中中包包含含更更强强的的反反应应物物质质。这这样样膜膜相相生生成成的的产产物物在在内内相相中中再再被被反反应应，同同时时还还原原出出膜膜相相中中原原来来的的反反应应物物，从从而而实
11、实现现连续的反应传质过程。连续的反应传质过程。TSHYTSHY7.2.2 液膜分离机理液膜分离机理4.膜相吸附膜相吸附 在在膜膜相相中中包包含含能能吸吸附附外外相相被被分分离离组组分分的的物物质质，外外相相中中的的被被分分离离组组分分被被吸吸附附在在膜膜相相的外表层。的外表层。吸吸附附完完成成后后，分分离离出出包包裹裹内内相相的的乳乳化化层层，破破乳乳后后，所所吸吸附附的的物物质质就就转转移移到到内内相相溶溶液中实现分离。液中实现分离。TSHYTSHY7.2.3 液膜分离操作过程液膜分离操作过程萃取液萃取液萃余液萃余液反萃液反萃液反萃剂反萃剂原原料料液液萃取剂萃取剂乳化器乳化器成膜相成膜相破破
12、乳乳器器萃取器萃取器TSHYTSHY7.3 固膜分离技术固膜分离技术n基本概念基本概念 固固膜膜分分离离技技术术简简称称为为膜膜分分离离技技术术，就就是是以以固固体体膜膜为为分分离离介介质质、借借助助膜膜两两侧侧的的能能量量差差(如如压压力力差差、浓浓度度差差、电电位位差差等等)为为推推动动力力，将将待待分分离离组组分分从从流流体体主主题题中中分分离离出来的过程。出来的过程。起起分分离离作作用用的的固固体体膜膜可可以以是是有有机机膜膜、无无机机膜膜、生生物物膜或复合膜，分离对象可以是液体或气体。膜或复合膜，分离对象可以是液体或气体。固固膜膜分分离离技技术术广广泛泛用用于于石石油油、化化工工、生
13、生化化、制制药药、食品、环保等领域。食品、环保等领域。TSHYTSHY7.3.1 膜分离技术的分类膜分离技术的分类TSHYTSHY7.3.1 膜分离技术的分类膜分离技术的分类TSHYTSHY7.3.2 膜分离的基本工作原理膜分离的基本工作原理1.反渗透反渗透TSHYTSHY7.3.2 膜分离的基本工作原理膜分离的基本工作原理2.超过滤超过滤分离膜分离膜浓相浓相稀相稀相分离膜分离膜浓相浓相稀相稀相渗透型膜分离原理图渗透型膜分离原理图过滤型膜分离原理图过滤型膜分离原理图TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的特性和构件1.膜的特性指标膜的特性指标 （1）高渗透流率）高渗透流率 衡量膜处理能力
14、的重要指标。衡量膜处理能力的重要指标。（2）明显的截留率）明显的截留率 衡量膜分离能力的重要指标。衡量膜分离能力的重要指标。（3）稳定性和耐用性）稳定性和耐用性 衡量膜质量的重要指标。衡量膜质量的重要指标。（4）抗堵性）抗堵性 衡量膜适应性的重要指标。衡量膜适应性的重要指标。TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的特性和构件2.膜的结构膜的结构 （1）对称性膜）对称性膜 膜层内部结构均匀一致。膜层内部结构均匀一致。（2）非对称性膜）非对称性膜 膜层内部具有层次性结构，各层的孔径和空隙率不相同。膜层内部具有层次性结构，各层的孔径和空隙率不相同。TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的
15、特性和构件3.膜构件膜构件 （1）板框式）板框式TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的特性和构件3.膜构件膜构件 （2）管式）管式TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的特性和构件3.膜构件膜构件（3）螺旋板式）螺旋板式TSHYTSHY7.3.3 膜的特性和构件膜的特性和构件3.膜构件膜构件 （4）中空纤维式）中空纤维式TSHYTSHY7.3.4 膜的分离流程膜的分离流程1.多级海水淡化流程多级海水淡化流程反渗透膜分离反渗透膜分离TSHYTSHY7.3.4 膜的分离流程膜的分离流程2.膜分离的完全级联流程膜分离的完全级联流程TSHYTSHY7.3.5 电渗析简介电渗析简介1.电渗
16、析使用的膜电渗析使用的膜 电电渗渗析析使使用用的的分分离离膜膜为为离离子子交交换换膜膜。离离子子交交换换膜膜分分阴阴离子交换膜和阳离子交换膜，两种膜通常需配套使用。离子交换膜和阳离子交换膜，两种膜通常需配套使用。TSHYTSHY7.3.5 电渗析简介电渗析简介2.电渗析工艺过程电渗析工艺过程1-料液料液2-阴极阴极3-阳极阳极4-阴极废水阴极废水5-阳极废水阳极废水6-稀产品水稀产品水7-浓产品水浓产品水A-阴极膜阴极膜C-阳极膜阳极膜TSHYTSHY7.4 耦合分离技术耦合分离技术n基本概念基本概念 耦耦合合分分离离技技术术是是针针对对一一些些难难分分离离体体系系采采取取的的一一类类组组合合
17、分分离离技技术术。如如前前面面介介绍绍过过的的萃萃取取精精馏技术就是萃取和精馏耦合的分离技术。馏技术就是萃取和精馏耦合的分离技术。由由于于耦耦合合分分离离技技术术采采用用了了组组合合分分离离技技术术，因因而而具具有有所所组组合合的的分分离离技技术术的的优优势势，可可突突破破单单一分离技术选择性分离上存在的不足。一分离技术选择性分离上存在的不足。TSHYTSHY7.6.1 渗透蒸发耦合分离渗透蒸发耦合分离物料泵物料泵膜蒸发器膜蒸发器真空泵真空泵加热器加热器冷凝器冷凝器渗透膜渗透膜乙醇乙醇-水水乙醇乙醇冷凝水冷凝水不凝气不凝气载气载气含水乙醇的精制含水乙醇的精制TSHYTSHY7.6.2 亲和超滤耦合分离技术亲和超滤耦合分离技术END蛋白质的精制蛋白质的精制洗脱剂洗脱剂吸附池吸附池超滤器超滤器洗脱器洗脱器超滤器超滤器再生器再生器蛋白质混合液蛋白质混合液再生剂再生剂杂质蛋白杂质蛋白产品蛋白产品蛋白亲和剂亲和剂亲亲和和剂剂