分離技術論文范文

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第1篇

膜分離過程的特點

膜就是在一個或兩個流體相之內一層吧流體相分離開來的凝聚相物質。膜的凝聚性的形式可以是液態、固態甚至是氣態；膜可以是均一相也可以是復合相，但復合相的膜相與相之間擁有不同的相表面，因為不論膜的厚度薄到何程度都需要兩個或兩個以上的界面，而膜也正因為這兩個甚至多個界面達到分割流體物質的功效。此外膜的面積可大可小；膜在流體相中既可以獨立存在也可以依附在載體或支持體的微孔之中。膜分離的過程是由濃度差、壓力差、分壓差、電位差等梯度差異推動的。可分為過濾式膜分離、液膜分離以及滲析式膜分離三種形式。

1過濾式膜分離

以溶液為例，待處理的溶液置于分離器（固體膜）的一側，在自身形成的壓力差或額外增加壓力的作用下，透過膜的部分物質成為滲濾液，而留下的部分溶液則為濾余液。若為混合氣體則為滲濾氣和濾余氣。由于待處理混合物質組分的物質有區別和分子大小不同，它們在透過膜時速率存在差異，因而透過的部分與的組分不同于留下的部分，從而實現對組分的分離。目前過濾式膜分離主要有滲透、氣體滲透、超濾和微濾等方式。

2液膜分離

液膜分離的操作過程可視為萃取與反萃取的結合：溶質從料液進入液膜相當于萃取。

膜分離技術在化工生產中的應用

膜分離中的超濾技術、微濾技術、反滲透技術和電滲析技術的應用研究較成熟，工業應用廣泛，市場效益明顯。特別是由于人們環保意識的增強，膜微濾技術以及膜超濾技術被廣泛運用于化工生產和環境污染治理當中，尤其是廣泛用于水中金屬沉淀物、細微顆粒甚至水中細菌、病毒、的過濾。

1膜分離技術在去除含氟化合物中應用

當前一些磷肥生產企業采用膜微濾技術，通過膜分離技術可以截留0.05~10μm的微粒或大分子溶質的原理來除去磷石膏廢水中含氟的化合物。研究表明：用膜微濾技術處理過的廢水氟量低比用石灰乳處理的氟量低要低很多。傳統的石灰乳中和、沉淀廢水中的氟成效不大：一是較難達到10mg/L的排放標準；二是處理流程長。首先需要用兩級石灰乳對廢水進行中和反應；接著在養晶槽內加入鐵鹽與石灰乳和廢水中和反應的產物CaF2微細顆粒進行絮凝沉淀反應；再接著于沉降槽中對絮凝沉淀物進行固液分離；最后用泵將沉淀槽槽底的污泥送至帶式過濾機進行脫水處理。同樣是處理廢水中的氟化物，若是采用膜微濾技術只需一個步驟：即將石灰乳和廢水中和反應后的產物送至膜分離器。這樣處理后的廢水含氟量僅為5~6mg/L，符合10mg/L的排放標準，可以循環使用。

2膜分離技術在廢氣粉塵回收中的應用

粉塵作為重要的環境污染源一直困擾著城市工業的發展。例如水泥窯的尾氣若處理采用普通袋濾器或者旋風分離器，處理后的廢氣中粉塵含量為90~115mg/m3，系統阻力一般在1.47~1.96kPa，不符合國家排放標準，且水泥窯中尾氣含水量多，一旦溫度驟降，則會引起生產設備堵塞進而影響生產。但若是在水泥窯的尾氣處理中采用膜微濾分離技術，處理后的廢氣中粉塵含量為4.5mg/m3，系統阻力一般為0.98kPa，符合國家排放標準，且生產設備較少發生堵塞現象，改善了生產環境，提高了生產效率。此外，膜微濾分離器的使用壽命至少有三年。據了解膜微濾分離技術在鈦白粉生產中的尾氣收塵、磷肥生產中磷礦干法收塵、石灰窯的煙氣凈化、磷銨生產中干燥窯尾氣收塵和磷酸氫鈣干燥窯尾氣凈化中均有應用。

第2篇

1.1關于綠色化學的反應技術

所謂的綠化化學主要指的就是能夠對環境不會造成污染，同時也能夠十分有利于保護環境的化學工程。簡單的一點來說主要是采用化學的技術以及方法來有效的減少或者是消除一些對于人類有害以及防治社會安全發展的不利的因素。綠色化學主要就是將污染從源頭進行有效的消除，其中也包括了含有原子經濟性以及高選擇性的一些反應，同時綠化化學能夠生產出來對于環境有利的一些材料，并且也能夠經過回收廢物進行循環利用的科學。

1.2關于新的分離技術

從廣義的角度來看，所謂的分離強化首先就是要對設備進行不斷的強化，然而在對生產的工藝進行強化，進而從整體上來說就是只要能夠將設備變小以及能量轉化效率提高的技術變為化學的分離技術強化的結果。這樣做不僅僅能夠更好的有利于可持續發展的理念，同時也是化學分離技術的發展趨勢之一。但是，傳統的化工分離技術主要是根據沸點的不同，把一些不同組成成分的物質進行分析，然而隨著科學技術的不斷發展以及對于該項工作的不斷研究，進而得出該項技術具有著十分廣闊的發展前景，但是在應用的過程中還是存在著很多的問題，主要是這項技術的研究對分子蒸餾的基礎理論研究相對來說還是比較少，并且在理論方面也沒有能夠得到充分的說明。但是隨著科學技術的不斷發展，分解技術也得到了不斷深入的研究，并且也取得了不錯的效果，并且也漸漸的把信息技術引入到了分離技術的研究以及開發當中，進而在對熱力學以及傳遞的性質進行的研究，對于分子模擬大大的提高了預測熱力學的平衡等，因此在進行研究以及開發的過程中對于分離技術具有著十分深遠的意義。

2在熱傳導過程中的研究進展以及方向

2.1關于微細尺度傳熱的研究

所謂的微細尺度主要是從空間尺度以及時間尺度微細的研究以及對傳熱學規律的研究，目前在傳熱學當中已經是成立了一個分支，并且其發展的前景也是十分的廣闊。在物體的特征尺寸要大于載體離子的平均尺寸的時候，就是連續的介質便依然是成立的，然而因為尺度是微細的，并且以前的假設影響因素也將會隨著發生著改變，進而將會導致流動以及傳熱的規律出現一定程度的改變。當前隨著納米以及微米的技術得到了不斷的發展，并且已經是受到了人們十分廣泛的關注，在很多的領域當中也都在是圍繞著微細尺度傳熱學進行不斷的研究，并且已經是在不少的領域當中取得了不錯的成果，比如在微型熱管以及高集成的電子設備當中。

2.2關于強化傳熱過程中的研究

對于這項研究主要是從改進換熱器的設備方面進行入手的，其研究開始的目的主要是為了能夠更好的提高傳熱的效率，同時也是為了能夠改進設備的持續對外放熱，對于這項研究的改進主要是包括了傳熱材料以及生產工藝的改進，同時將傳統的設計進度優化等內容。

2.3關于傳熱的理論研究

在最近的幾年來，該項工作的研究人員主要是在滴狀冷凝在生產中的應用進行研究，但是一直到目前也沒有能夠得到實現。其主要的問題便是怎樣的獲得實現的滴狀冷凝，以及如何的是冷凝的表面壽命得到延長。目前其主要的問題就是如何改變冷凝界面的性質，以及怎樣才能夠將冷凝應用到工業當中進行傳染改造。在沸騰傳熱的過程中，其傳熱的方式不僅僅在機械以及石油化工行業當中得到了十分廣泛的應用，同時也在航天行業當中得到了十分廣泛的應用。長期以來人們也一直對于液體出現核態沸騰的主要原因進行著不斷的研究。

3結語

第3篇

水是人類賴以生存的重要自然資源。全球水環境質量的嚴重惡化和經濟的高速發展，迫切要求適合時展的污水資源化技術，以緩解水資源的短缺狀況，水資源短缺已成為制約社會發展的瓶頸。因此，近年來各種新型、改良型的高效廢水處理技術應運而生。其中，膜技術以其高效、節能、設備簡單、操作方便等特點，在水處理領域中的應用越來越廣泛。比如2008年，北京要實現綠色奧運的幾項舉措都將應用到膜技術。國外有專家把膜技術的發展稱為“第三次工業革命”，作為21世紀最有前途的高新技術之一。

2、膜分離技術的工作原理

膜分離技術，是利用一張特殊制造的，有選擇透過性的薄膜，在外力推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術，是根據混合物的物理性質的不同用過篩的方法將其分離，或根據混合物的不同化學性質分離開物質。物質通過分離膜的速度（溶解速度）取決于進入膜的速度和進入膜的表面擴散到膜的龍眼、另一表面的速度（擴散速度）。而溶解速度完全取決于被分離于膜材料之間化學性質的差異，擴散速度除化學性質外還與物質的分子量有關，速度越大，透過膜所需的時間越短，混合物中各組分透過膜的速度相差越大，則分離效率越高。

3、膜分離技術在水處理中的應用

3.1膜分離技術在城市污水深度處理中的應用

城市污水深度處理和回用開始于20世紀60年代。城市污水具有量大、集中、水質較為穩定的特點，是一種潛在的水資源。城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級或三級排放液為水源，用反滲透（RO）對它進行最后的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機物和重金屬離子的脫除，出水水質可達到飲用水標準。但由于某些主觀原因，目前大多不直接用作飲用水。國外常將其注入地下蓄水層或淡水水庫進行自然凈化（通常需存放兩年），也有用作工業冷卻水，鍋爐用水等非飲用目的。城市缺水制約著經濟的發展，把城市的二級出水進行處理后再生回用是解決水源短缺的一條途徑。二級排放液在進RO裝置前需進行預處理，以使進水水質符合RO裝置的使用要求。預處理的好壞是RO技術應用成敗的關鍵。現在，RO前采用MF或UF預處理的深度水處理過程已成為非直接飲用水回用工程中城市廢水處理的工業標準，國內外都在積極地采用膜技術大規模地把城市污水開發為新的水資源。我國采用“微絮凝纖維過濾+膜濾”對洗浴廢水進行了研究，試驗表明，此工藝具有出水穩定、占地面積小的特點。天津經濟技術開發區污水處理廠引進挪威SBR序批式活性污泥法先進工藝，每天可提供10萬噸二級生化處理出水作為水源，使污水深度處理后回用成為可能。我國的城市污水再生回用并不普及，膜技術在深度處理的應用相對也很少，今后我們還需在污水的再生回用和深度處理技術上進行研究。

3.2膜分離技術在工業廢水處理中的應用

由于工業的發展，大量工業廢水排入水體，這些工業廢水，面廣量大、危害深，大多含有不同濃度的化學物質，其中有些具有較高的經濟價值，而有些則具有毒性，對人類環境有害。為保護環境不受污染，并回收有用物質，在工業廢水排放之前必須進行凈化處理，膜分離技術既能對工業廢水進行有效的凈化，又能回用其中的有用物質，同時還可節省能源。膜技術在處理電鍍廢水、造紙廢水、重金屬廢水、含油廢水和印染廢水這五大類主要工業廢水中都得到了廣泛的應用。

3.3膜分離技術在飲用水處理中的應用

隨著人們生活水平的提高，對飲用水的水質要求也越來越高，加上傳統工藝中的某些弊端，如加氯殺菌會使氯與水中的某些有機物反應生成新的危害巨大的三致（致癌、致突變、致畸變）化合物。膜技術用于飲用水處理是一個重大突破。水的凈化與純化是從水中去除懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等，在這方面，膜分離技術發揮了其獨特的作用。膜分離中的微濾、超濾和納濾所組成的水處理方法，對去除水中的微米級的顆粒優于常規水處理技術中的過濾能力，而且還具有去除過濾所不具備的納米級微粒的能力，可有效去除水中的懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等雜質。符合飲用水水質不提高的要求。3.4膜分離技術在海水淡化中的應用

我國是水資源大國，同時也是水資源貧國。海水作為水資源的重要組成部分，有效利用是解決我國水資源危機的重要措施之一。目前用于海水淡化的膜技術主要有反滲透、電滲透（ED）和膜蒸餾（MD）等。2002年，萬噸級反滲透海水淡化及其組器技術產業化示范工程被列入國家高技術產業發展計劃項目。海水淡化用發滲透膜的脫鹽率高達99.6%.反滲透技術的出現和發展大大降低了海水淡化的成本，現在反滲透已成為海水淡化制取飲用水最經濟的手段。電滲析技術可直接將海水淡化為飲用水，但其過程對不帶電荷的物質，如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力，并且能耗高，水回收率低。所以，由于反滲透海水淡化技術的出現，電滲析法海水淡化的比例正在逐漸降低。膜蒸餾技術具有很高的脫鹽率，可達到99.7%以上，被用于小型海水淡化，對離子、膠體、大分子等不揮發組分和無法擴散透過膜的組分的截留可到100%，并且具有設備簡單，操作容易，膜使用壽命長，能耗低等優點。

3.5膜分離技術在苦咸水脫鹽中的應用

我國西部省區嚴重缺水問題在中國這個缺水國家尤為突出，苦咸水淡化是解決我國西部省區缺水的一個有效途徑。目前，用于苦咸水淡化的膜技術主要有：電滲析技術、反滲透技術、納濾技術。我國西部油田幾乎都用電滲析法制取生活飲用水。電滲析不能去除水中的有機物和細菌，設備運行能耗大，這使其在苦咸水淡化工程的應用受到限制。苦咸水也可用一級反滲透裝置脫鹽制得飲用水。反滲透系統淡化苦咸水，其出水水質優于我國飲用水衛生標準。對含高氟、低礦化度苦咸水通過反滲透淡化，出水水質可達到我國飲用水衛生標準。反滲透法比電析法生產成本低，無污染，是苦咸水淡化最經濟的方法。納濾是一種低壓反滲透技術，在較低的壓力下具有較高的脫鹽性能。對特定溶質，尤其是苦咸水的表征離子，具有很好的脫鹽效果。對苦咸水較多的西部省區，納濾將是制取優質飲用水的有效途徑。