液膜分離技術

1.液膜分離技術的簡介液膜分離法（液膜萃取法）——它是一種以具有選擇透過性的液態(tài)膜為分離介質(zhì),以濃度差為推動力的液體混合物的膜分離操作。2.液膜的組成與類型2.1組成：穩(wěn)定劑：穩(wěn)定劑可以提高膜相液的粘度,促進液膜的穩(wěn)定性。膜溶劑：膜溶劑是形成液膜的基體物質(zhì)。表面活性劑：表面活性劑是分子中含有親水基和疏水基兩個部分的化合物，在液體中可以定向排列，顯著改變液體表面張力或相互間界面張力。流動載體：流動載體的作用使指定的溶質(zhì)或離子進行選擇性遷移，其作用相當于萃取劑。

2.液膜的組成與類型2.單滴型液膜：單滴型液膜的形狀如圖所示(見示意圖文檔)。其結構為單一的球面薄層，根據(jù)成膜材料可分為水膜和油膜兩種。2.液膜的組成與類型3.乳液型液膜：一般情況下乳液顆粒直徑為0.1～1mm，液膜本身厚度為1～10μm。根據(jù)成膜材料也分為水膜和油膜兩種。3.液膜分離流程液膜分離裝置根據(jù)液膜類型的不同而分為：支撐液膜設備和乳液膜設備兩類。乳液膜分離的操作過程分為四個階段:制備液膜、液膜萃取、澄清分離、破乳。

4.液膜分離技術應用：4.1烴類混合物的分離：液膜分離技術已成功用于分離苯-正乙烷、甲烷-庚烷、庚烷-己烯等混合物系。如在分離芳烴與烷烴混合物時,芳烴易溶于膜,烷烴難溶于膜,因而芳烴在膜內(nèi)的濃度梯度大,滲透速率高;烷烴在膜內(nèi)的濃度梯度小,滲透速率低,于是實現(xiàn)了混合烴的分離。4.液膜分離技術應用：4.2從鈾礦浸出液中提取鈾：

鈾礦的硫酸浸出液中,以UO2(SO4)34-的形式存在,含有萬分之幾至千分之幾的鈾。此外,還含有Fe2+、Fe3+、VO3-和MoO42-等。所用液膜為支撐液膜。工藝流程見圖。將原料中的VO3-還原成V4+,然后送進液膜分離器,鈾將與載體絡合被傳輸?shù)交厥障?而釩則殘留在原料相中被分開。當鈾和鉬分離時,向原料液中添加NaCl來阻撓鈾同載體的絡合,從而抑制了被膜相萃取的效果。4.液膜分離技術應用：4.3含酚廢水的處理：含酚廢水產(chǎn)生于焦化、石油煉制、合成樹脂、化工、制藥等工業(yè)部門,采用液膜分離技術處理含酚廢水效率高、流程簡單。采用油包水型乳液膜,以NaOH水溶液作為內(nèi)相,中性油作為膜相。典型的傳質(zhì)機理為內(nèi)相有化學反應的過程。4.液膜分離技術應用：4.5在內(nèi)水相中含有作為酶的亮氨酸脫氫酶(LEUDH)、甲酸脫氫酶(FDH)以及被用作輔酶的NADH。液膜相的載體是甲基三烷基氯化銨。外水相的甲酸根和酮異己酸作用為陰離子同載體形成絡合物被帶進內(nèi)水相,NH3則溶解于液膜相,向內(nèi)水相透過。在內(nèi)水相經(jīng)酶反應生成的L-氨基酸作為陰離子和以HCO3-形式存在的CO2借助載體被輸送到外水相。此時,輔酶NADH將被連續(xù)再生。經(jīng)測定,由40mol/m3的α-酮異己酸大約可生成30mol/m3的L-氨基酸。5.膜分離技術的特點：5.1.膜分離通常是一個高效的分離過程例如,在按物質(zhì)顆粒大小分離的領域,以重力為基礎的分離技術最小極限是微米(μm),而膜分離卻可以做到將相對分子質(zhì)量為幾千甚至幾百的物質(zhì)進行分離(相應的顆粒大小為納米，nm)。5.膜分離技術的特點：5.2.膜分離過程的能耗(功耗)通常比較低大多數(shù)膜分離過程都不發(fā)生“相”的變化。對比之下,蒸發(fā)、蒸餾、萃取、吸收、吸附等分離過程,都伴隨著從液相或吸附相至氣相的變化,而相變化的潛熱是很大的。另外,很多膜分離過程通常是在室溫附近的溫度下進行的,被分離物料加熱或冷卻的消耗很小。下表是用反滲透法與其他分離方法淡化海水的能耗比較。5.膜分離技術的特點：5.4.膜分離設備本身沒有運動的部件,工作溫度又在室溫附近,所以很少需要維護,可靠度很高5.5膜分離過程的規(guī)模和處理能力可在很大范圍內(nèi)變化,而它的效率、設備單價、運行費用等都變化不大。5.膜分離技術的特點：5.6膜分離由于分離效率高,通常設備的體積比較小占地較少。而且膜分離通?？梢灾苯硬迦胍延械纳a(chǎn)工藝流程,不需要對生產(chǎn)線進行大的改變：

6.膜分離技術的發(fā)展趨勢

6.1技術上的發(fā)展趨勢1.新的膜材料和膜工藝的研究開發(fā)（高聚物膜、無機膜、生物膜）2.開發(fā)