,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,TSHY,TSHY,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,7,新分离方法,7.1,泡末吸附分离技术,7.2,液膜分离技术,7.3,固膜分离技术,7.4,耦和技术,7.5,分离过程的选择,7 新分离方法7.1 泡末吸附分离技术,7.1,泡沫吸附分离技术,基本概念,泡沫分离技术就是根据表面吸附原理，籍鼓泡使溶液内的表面活性物质聚集在气液界面,(,气泡表面,),，上浮至溶液主体上方形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分开，就可达到浓缩表面活性物质和净化液相主体的目的。,被浓缩在泡沫层的物质可以是表面活性物质，也可以是与表面活性物质具有亲和能力的其他物质，如金属阳离子、阴离子、蛋白质、酶、染料、矿物粒子、溶液悬浮物质等。,泡沫分离技术常用于肥皂泡沫去污渍、矿物浮选、原子能工业、化学工业、废水处理等领域。,7.1 泡沫吸附分离技术基本概念,7.1.1,泡末吸附技术的分类,7.1.1 泡末吸附技术的分类,7.1.2,泡末分离基本原理,1.,泡末的形成,7.1.2 泡末分离基本原理1.泡末的形成,7.1.2,泡末分离基本原理,2.,泡末的结构,三泡结构,两泡结构,四泡结构,7.1.2 泡末分离基本原理2.泡末的结构三泡结构两泡结构,7.1.3,泡末分离流程,1.,非泡末分离流程,溶剂消去法流程,7.1.3 泡末分离流程1.非泡末分离流程溶剂消去法流程,7.1.3,泡末分离流程,2.,间歇泡沫分离流程,7.1.3 泡末分离流程2.间歇泡沫分离流程,7.1.3,泡末分离流程,3.,连续泡末分离流程,提馏式,7.1.3 泡末分离流程3.连续泡末分离流程提馏式,7.1.3,泡末分离流程,3.,连续泡末分离流程,精馏式,7.1.3 泡末分离流程3.连续泡末分离流程精馏式,7.1.3,泡末分离流程,3.,连续泡末分离流程,全馏式,7.1.3 泡末分离流程3.连续泡末分离流程全馏式,7.1.4,泡末分离的优点与局限,1.,泡末分离的优点,能在很低浓度下有效地除去表面活性剂（,ppm,级）。,在加入表面活性剂后，可同样有效地除去很低浓度的可捕集物。,全塔充满稳定泡末时，可用回流方式增加单塔分离能力。,设备简单，操作方便，能耗低。,7.1.4 泡末分离的优点与局限1.泡末分离的优点,7.1.4,泡末分离的优点与局限,2.,泡末分离的局限,溶液中表面活性剂浓度高于临界胶束浓度时，泡末稳定，但分离效率会降低。,在临界胶束浓度以下能维持稳定泡末的表面活性剂种类较少。,分离出的泡末中夹带的表面活性剂难以返回利用。,系统中的返混会严重影响分离效率，使泡末分离的设计计算比较困难。,7.1.4 泡末分离的优点与局限2.泡末分离的局限,7.2,液膜分离技术,基本概念,液膜分离技术就是以液膜为分离介质、以浓差为推动力的液,-,液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。,起分离作用的液膜通常为添加了表面活性剂的溶剂相，液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。,液膜分离技术常用于湿法冶金工业、石油与化学工业、生化工业、制药工业、环境保护等领域。,7.2 液膜分离技术基本概念,7.2.1,液膜的结构与分类,1.,液膜的定义及组成,液膜是一层很薄的液体，它阻隔在两个可互溶但组成不同的液相之间，一个液相中的待分离组分通过液膜的渗透作用传递到另一个液相中，从而实现分离的目的。,液膜通常由溶剂（水或有机溶剂）、表面活性剂和添加剂组成。溶剂是构成液膜的基体；表面活性剂亲水亲油基团在溶剂中的定向排列是成膜的关键；添加剂的主要作用是确保膜的强度和提高膜的渗透性。,7.2.1 液膜的结构与分类1.液膜的定义及组成,7.2.1,液膜的结构与分类,2.,液膜的分类,（,1,）乳化膜,先将膜相与内相制作成油包水,(W/O),的乳化液，再将乳化液投入到外相中，形成,W/O/W,双乳化液。,这样，中间的有机相层就成为分隔两水相的液膜。,7.2.1 液膜的结构与分类2.液膜的分类,7.2.1,液膜的结构与分类,（,2,）支撑膜,支撑架选择多微孔,(,微米级,),亲油性材料，先配制好膜相，将支撑架放入膜相中浸润，使各微孔中充满成膜液而形成液膜。,将浸润后的支撑架置于容器中，在两侧分别加入浓相和稀相，就形成了支撑液膜萃取体系。,7.2.1 液膜的结构与分类（2）支撑膜,7.2.2,液膜分离机理,1.,选择性渗透,在液膜设计时，根据被分离组分的性质，选择能溶解它的溶剂成膜，其余组分则不能溶解于膜相，从而达到分离的目的。,7.2.2 液膜分离机理1.选择性渗透,7.2.2,液膜分离机理,2.,滴内化学反应,在内相中包含能与外相被分离组分反应的物质，当被分离物质进入内相后立即被反应掉。这样就保持内相中被分离组分含量始终很低，维持较高的传质推动力。,7.2.2 液膜分离机理2.滴内化学反应,7.2.2,液膜分离机理,3.,膜相化学反应,在膜相中包含能与外相被分离组分反应的物质，内相中包含更强的反应物质。这样膜相生成的产物在内相中再被反应，同时还原出膜相中原来的反应物，从而实现连续的反应传质过程。,7.2.2 液膜分离机理3.膜相化学反应,7.2.2,液膜分离机理,4.,膜相吸附,在膜相中包含能吸附外相被分离组分的物质，外相中的被分离组分被吸附在膜相的外表层。,吸附完成后，分离出包裹内相的乳化层，破乳后，所吸附的物质就转移到内相溶液中实现分离。,7.2.2 液膜分离机理4.膜相吸附,7.2.3,液膜分离操作过程,萃取液,萃余液,反萃液,反萃剂,原料液,萃取剂,乳化器,成膜相,破乳器,萃取器,7.2.3 液膜分离操作过程萃取液萃余液反萃液反萃剂原料液萃,7.3,固膜分离技术,基本概念,固膜分离技术简称为膜分离技术，就是以固体膜为分离介质、借助膜两侧的能量差,(,如压力差、浓度差、电位差等,),为推动力，将待分离组分从流体主题中分离出来的过程。,起分离作用的固体膜可以是有机膜、无机膜、生物膜或复合膜，分离对象可以是液体或气体。,固膜分离技术广泛用于石油、化工、生化、制药、食品、环保等领域。,7.3 固膜分离技术基本概念,7.3.1,膜分离技术的分类,7.3.1 膜分离技术的分类,7.3.1,膜分离技术的分类,7.3.1 膜分离技术的分类,7.3.2,膜分离的基本工作原理,1.,反渗透,7.3.2 膜分离的基本工作原理1.反渗透,7.3.2,膜分离的基本工作原理,2.,超过滤,分离膜,浓相,稀相,分离膜,浓相,稀相,渗透型膜分离原理图,过滤型膜分离原理图,7.3.2 膜分离的基本工作原理2.超过滤分离膜浓相稀相分,7.3.3,膜的特性和构件,1.,膜的特性指标,（,1,）高渗透流率,衡量膜处理能力的重要指标。,（,2,）明显的截留率,衡量膜分离能力的重要指标。,（,3,）稳定性和耐用性,衡量膜质量的重要指标。,（,4,）抗堵性,衡量膜适应性的重要指标。,7.3.3 膜的特性和构件1.膜的特性指标,7.3.3,膜的特性和构件,2.,膜的结构,（,1,）对称性膜,膜层内部结构均匀一致。,（,2,）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。,7.3.3 膜的特性和构件2.膜的结构,7.3.3,膜的特性和构件,3.,膜构件,（,1,）板框式,7.3.3 膜的特性和构件3.膜构件 （1）板框,7.3.3,膜的特性和构件,3.,膜构件,（,2,）管式,7.3.3 膜的特性和构件3.膜构件 （2）管式,7.3.3,膜的特性和构件,3.,膜构件,（,3,）螺旋板式,7.3.3 膜的特性和构件3.膜构件,7.3.3,膜的特性和构件,3.,膜构件,（,4,）中空纤维式,7.3.3 膜的特性和构件3.膜构件 （4）中空纤维式,7.3.4,膜的分离流程,1.,多级海水淡化流程,反渗透膜分离,7.3.4 膜的分离流程1.多级海水淡化流程反渗透膜,7.3.4,膜的分离流程,2.,膜分离的完全级联流程,7.3.4 膜的分离流程2.膜分离的完全级联流程,7.3.5,电渗析简介,1.,电渗析使用的膜,电渗析使用的分离膜为离子交换膜。离子交换膜分阴离子交换膜和阳离子交换膜，两种膜通常需配套使用。,7.3.5 电渗析简介1.电渗析使用的膜,7.3.5,电渗析简介,2.,电渗析工艺过程,1-,料液,2-,阴极,3-,阳极,4-,阴极废水,5-,阳极废水,6-,稀产品水,7-,浓产品水,A-,阴极膜,C-,阳极膜,7.3.5 电渗析简介2.电渗析工艺过程1-料液,7.4,耦合分离技术,基本概念,耦合分离技术是针对一些难分离体系采取的一类组合分离技术。如前面介绍过的萃取精馏技术就是萃取和精馏耦合的分离技术。,由于耦合分离技术采用了组合分离技术，因而具有所组合的分离技术的优势，可突破单一分离技术选择性分离上存在的不足。,7.4 耦合分离技术基本概念,7.6.1,渗透蒸发耦合分离,物料泵,膜蒸发器,真空泵,加热器,冷凝器,渗透膜,乙醇,-,水,乙醇,冷凝水,不凝气,载气,含水乙醇的精制,7.6.1 渗透蒸发耦合分离物料泵膜蒸发器真空泵加热器冷凝,7.6.2,亲和超滤耦合分离技术,END,蛋白质的精制,洗脱剂,吸附池,超滤器,洗脱器,超滤器,再生器,蛋白质混合液,再生剂,杂质蛋白,产品蛋白,亲和剂,亲和剂,7.6.2 亲和超滤耦合分离技术END蛋白质的精制洗脱剂吸,