滲透汽化膜組件在有機物-水體系中的應用
摘要:介紹了滲透汽化(PV)技術中采用的膜組件的種類及開發現狀,論述了近年來滲透汽化膜組件在有機物脫 水、水中有機物回收及水中揮發性物質脫除方面的應用狀況,探討了滲透汽化膜組件研究中存在的問題,指出了其未來發展的方向。認為開發新型的膜組件,降低使用膜組件的費用以及開發具有高選擇性且穩定性好的PV膜是未 來研究的重點;應深入研究膜及膜組件的傳質動力學,取得關于膜性能、膜組件構形和過程設計等方面的信息;并將 PV膜組件和其他工業過程整合成為一個高效的體系。
關鍵字:滲透汽化;膜組件;有機物-水體系
滲透汽化(Pervaporation,PV)是具有相變的膜滲透過程,膜的上游為料液,下游透過側為蒸氣。與傳統的精餾、吸附和萃取等分離工藝相比,它具有分離效率高、設備簡單、操作方便和能耗低等優點,適用于近沸、恒沸體系,對于有機溶劑脫水、水中微量有機物的脫除及有機或有機混合體系的分離等方面具有明顯的優勢。在PV技術中除了關鍵的膜材料外,膜組件也是決定分離效果的重要因素,其研究及應用狀況也得到了學者們的重視。
1 PV膜組件的種類
PV膜組件的選擇和設計非常重要。膜組件的結構主要影響料液在膜面的流動分布。設計的準則是料液在膜面上流動充分、分布均勻、不存在短路或流動死區。PV組件的不同形狀和流型將導致不同的液相邊界層傳質關系,對整個傳質過程產乍重要影響。目前,PV過程最常用的膜組件是板框式、螺旋一卷式、管式和巾空纖維式。板框式膜組件是多組滲透層與料液層交替構成,只要通過簡單的交換出板膜就可以測試不同的平板膜,但其流體力學狀況往往較差,膜面積與組件體積的比例低,并同‘拆卸費時、勞動強度大、成本費用高。

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