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无机陶瓷膜分离技术的研究进展

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贵州化工

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21 0 2年 2月

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第3 7卷第 1期

无机陶瓷膜分离技术的研究进展 尚百伟,田蒙奎,陶文亮 (贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 5 00 ) 503摘要:工生产过程中所需的液固、固及多组分分离已成为化工生产中的重要技术。无机陶瓷膜具有耐化气

腐蚀、耐高温、机械强度好等一系列优势,被广泛应用于各种化工分离技术中。综述陶瓷膜分离技术中的原理、膜 系统的设计及应用。 关键词:离;分陶瓷膜;系统;膜应用中图分类号: B 3 T 4文献标识码: A文章编号:0 8—9 1 (0 2 0一 o 4一 4 10 4 12 1) 1 oo o

膜从广义上可以定义为两相之间的一个不连续区间,这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比较要小的多…。利用具有选择透过性能的膜通过压力驱动对多组分液体或气体进行分离、级、分提纯、富集的过程称为膜分离过程,据膜孔径可将或根 ll __-卜______ _—瓣栩瞪l卜| I嘲啊 l翻拍啊 f _—啼_ () a在膜的表面层截留 () b在膜内部的网络中截留

膜分离过程划分为微滤、超滤、纳滤及反渗透。膜分离技术优点表现为【: 2①高效: J膜有选择性地透过某些物质,而阻挡另一些物质的透过。②节能:多数膜 分离过程在常温下操作,被分离物质不发生相变,低

图 1微孔膜各种截留作用示意图

能耗,低成本;③对环境友好;④过程简单,容易操作 和控制。无机膜尤其是无机陶瓷膜具有耐高温、耐

由上可知陶瓷膜在分离过程中往往会造称膜表面污染物的截留及内孔的堵塞,以采用错流过滤可 的方式来减少对于膜表面的污染物,于膜孔内部 对堵塞,长用且最为有效的方法是反冲技术,最同时辅助以物理或化学清洗,而有效的减缓膜孔内部污从

腐蚀、留性能强、截化学稳定性好、易净化、孔径大小 易控制及机械强度大等优点,气固、固、体分在液气

离提纯等分离过程中应用广泛。而无机陶瓷膜系统 工艺设计、作参数的选择都对其分离的高效性起操 关键作用。

染,来提高膜的渗透通量。

2陶瓷膜分离技术的系统设计 陶瓷膜系统的设计主要包括膜元件的选择、膜

1无机陶瓷膜分离原理 自然界中能够作为膜的材料众多,按膜材质来分,可分为有机膜、无机膜及金属膜。无机陶瓷膜是 由陶瓷制成的无机膜。其按孔径分为微滤、滤和超纳滤。分离过程可以看作是与膜孔径大小相关的筛分过程,膜两侧的压力差为驱动力,为过滤介以膜质,一定压力作用下,在当料液流过膜表面时,只允许水、机盐、分子物质透过膜,阻止水中的悬无小而

组件的安装以及膜系统的工艺设计等。 2 1陶瓷膜元件 .

无机陶瓷膜可以分为致密膜和多孔膜两大类。

致密膜主要为金属及其合金膜,主要利用其对氢或 氧的溶解机理来分离氢或氧,于加氢或脱氢反应、用

超纯氢的制备中。而多孔膜则多用于气固、固分液

离技术中。多孔陶瓷膜主要由多孔载体,过渡层和活性分离层三层结构组成。多孑载体是为了保证膜 L 的机械强度。过渡层则是介于多孔载体和活性分离层中间的结构,作用是防止活性分离层制备过程中 颗粒向多孔载体渗透。活性分离层即是膜,它是通

浮物、胶体和微生物等大分子物质通过。膜的截留 作用可归纳为筛分作用、架桥作用及吸附作用。微孔膜各种截留作用示意图见图 l。这种筛分作用通常造成污染对物在膜表面的截留和膜孔的堵塞。

收稿日期:0 l—l 21 O~1修返日期:0 l一1 0; 21 2—2 2作者简介:尚百伟 ( 9 8一)男, 18,研究生,主要研究方向为光催化及化工分离工程。

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