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电驱动膜技术简介
2
双极膜技术的应用
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国内双极膜工业化应用进展
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双极膜膜集成技术
11月10曰
一、膜技术简介
推进力
浓度差
电位差
压力差
扩散渗析法
电渗析法和双极膜法
反渗透法和超滤法等
膜技术是运用薄膜以外界能量或者化学位差作为推进力分离水中某些物质的措施的统称。根据推进力的不一样,膜分离技术可按下表分类:
这些已经成熟和不停研发出来的扩散渗析、电渗析、双极膜、反渗透、超滤、微滤、纳滤等技术正在广泛应用于石油、化工、电子、电力、能源、环境保护、食品、饮料、轻工、医药和生物工程等行业。
高浓度溶液中的溶质以浓度差为推进力透过隔阂向低浓度溶液中迁移
采用离子互换膜:阴膜、阳膜
重要用于回收酸、碱,但不能将它们浓缩
特点是消耗能量很少,运行成本极低,膜寿命长
扩散渗析法
在直流电场作用下,运用阴、阳离子互换膜对溶液中离子的选择透过性,分离溶质和水。
离子互换膜是电渗析的关键部分,良好的电渗析应有:1)高的离子选择性;2)渗水性差;3)导电性好;4〕化学稳定性好、机械强度高。
重要应用:浓缩、淡化、物料脱盐
电渗析法
双极膜法
双极膜一般由阴离子互换树脂层(AL) 、阳离子互换树脂层(CL)和中间催化层构成。
在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜,作为H+和OH-离子源。
双极膜构造示意图
二、双极膜技术的应用
双极膜电渗析装置的规定
有机酸碱制备与回收
无机酸碱制备
双极膜其他应用
双极膜电渗析装置的规定
耐化学腐蚀与电腐蚀;
密封性好;
防内串漏与外漏,防漏电;
隔板厚度合适,雷诺数高。
有机酸制备和回收
根据有机酸的电离和离解度小的特性,可用双极膜电渗析器直接将有机酸盐转化为有机酸。如葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、氨基酸、酒石酸、醋酸、IDA、维生素C、苯酚等。
反应式:RNa+H2O=RH+NaOH,双极膜过程无废水排放,并且副产物NaOH还可以循环用于发酵过程。
老式法:RNa通过氢型阳离子互换树,得到RH,但树脂再生需花费大量的酸碱,产生大量的含盐有机废水。
有机碱的制备与回收
根据有机酸的电离和离解度小的特性,可用双极膜电渗析器直接将有机碱盐转化为有机碱。如各脱硫剂胺液、医药中间体、化工中间体、离子液体等。特点:在导入氢氧根时不增长阳离子,同步分离阴离子。
无机酸碱的制备
把无机盐直接水解制备成无机酸与无机盐,一般为强酸或强碱。如NaCl、Na2SO4、NH4Cl、KF、Li2SO4等。特点:运用双极膜制备酸碱的能耗远不不小于离子膜法制碱,也无氯气产生。