材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
渗透汽化VS渗透蒸发
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院 渗透汽化基本原理及特点
• 是一种以混合物中组分渗透压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与 扩散速率差异来实现混合物分离的新型膜分离技术过程。 • 具有致密皮层的渗透汽化膜将料液和渗透物分离为两股独立的物流，料 液侧 ( 膜上游侧或膜前侧 ) 一般维持常压，渗透物侧 ( 膜下游侧或膜后 侧 ) 则通过抽真空或载气吹扫的方式维持较低的组分分压。在膜两侧组 分分压差 ( 化学位梯度 ) 的推动下，料液中各组分扩散通过膜，并在膜 后侧汽化为渗透物蒸汽。由于料液中各组分的物理化学性质不同，它们 在膜中的热力学性质 ( 溶解度 ) 和动力学性质 ( 扩散速度 ) 存在差异， 因而料液中各组分渗透通过膜的速度不同，易渗透组分在渗透物蒸汽中 的份额增加，难渗透组分在料液中的浓度则得以提高。 • 渗透汽化膜分离过程主要是利用料液中各组分和膜之间化学物理作用的 不同来实现分离的。渗透汽化过程中组分有相变发生，相变所需的潜热 由原料的显热来提供。
材料科学与化学工程学院
渗透汽化膜组件
各种装填面积的板框式膜组件，分别应用于不同 规模的工程中
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
成 套 设 备
2015-2-16 膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
工艺流程 • 渗透汽化工艺流程如下图所示。 • 含水的料液经过预热器、加热器加热到一定温度后 进入液相室，膜对料液中的水分子有选择通过性， 水分子溶解吸附于膜表面，在两侧蒸汽分压差的作 用下优先扩散通过，膜器出口得到无水的产品。 • 通过高分子膜渗透到下侧的组分，由于其蒸汽分压 小于其饱和蒸汽压而在膜表面汽化，随后进入冷凝 系统，蒸汽冷凝下来即得渗透产物，可回收处理。 2015-2-16 膜分离
上一页 下一页
材料科学与化学工程学院
PP微孔膜电子显微镜照片
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院 12吨小时液体脱气装置 （用于锅炉水脱氧） 8吨小时富氧水冲氧装置
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
膜技术在工业污水处理中的应用
2015-2-16
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
海水淡化技术
• • • • 热法海水淡化与工程 膜法海水淡化与工程 海水淡化技术在循环经济中的应用 该所近年来承担了多项国家和地方科研项目，在低温压汽蒸 馏海水淡化、低温多效蒸馏海水淡化、反渗透海水淡化、农 村苦咸水膜法淡化等领域取得多项成果。 • 该所承担了多项海水淡化及相关工程的设计和建设，其中承 担设计的山东黄岛电厂3000 吨/日海水淡化工程是我国目前 建成的首座低温多效蒸馏海水淡化工程，承担设计、施工的 山东鲁南化肥厂氯化铵废水处理工程是我国首座连续运行的 氯化铵零排放工程。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
60吨/日低温压汽蒸馏海水淡化装置
大连长海县1500吨/日反渗透海水淡化
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
集装箱式海水淡化试验装置
黄岛电厂3000吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
天津经济技术开发区污水厂中水回用项目
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
中空纤维膜技术及应用
• 该所膜技术学科领域，主要研究方向为中空纤 维膜技术及应用研究与开发。 • 从90年代初至今，一直从事超滤膜和微滤膜、 组件及装置研发、制造及应用，在干湿法聚砜 中空纤维超滤膜、熔纺拉伸法聚烯烃中空纤维 微孔膜技术研发、成果转化及产业化推广过程 中，取得了显著的成绩，获得了较好的经济效 益和社会效益，技术水平和膜产品市场占有率 均处于国内领先行列。 2015-2-16 膜分离
下一页
材料科学与化学工程学院
• 在世界各地，市政污水处理厂作为供水来源的污水处理日益 增多，根据再生水协会的一项统计，仅在美国，这些污水处 理厂处理的污水就以每年15%的速度增长。 • 由于工厂内部水处理再生的分散特性，在这些地方很难统计 水处理量，但是根据设备供应商的估计，世界污水处理正以 每年15%～20%的速度增长。 • 不同工厂的水处理方式各不相同，即使是生产相同产品的工 厂，其污水处理也可能不一样。尽管水处理方式不同，但其 基本原理都是相同的，即把有用的化合物分离出来再利用， 同时把对环境有害的物质分离出来，使之不对环境造成危害， 然后再把这些污水进一步处理，使之达到规定的排放要求。 • 污水处理方法包括机械过滤与分离、化学生物技术处理、澄 清法、浮选法以及蒸发法等。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
• 如果进行水处理时还需同时对产品和其他资源进行回收利 用，那么使用膜技术进行水处理就具有很大的优势。在水 资源不太缺乏的情况下，产品的回收利用就成为一个很重 要的因素。 • Enviro-Chemie公司已经将Envopur处理单元应用到一系列 不同的工业生产中，包括纺织工业、印染工业、普通化合 物的生产、玻璃及陶瓷生产中。 • 通常将膜技术与其他的一些物理化学工艺相结合来进行废 水处理，如离子交换、吸收和沉淀等。 • 作为墨西哥最大的石油精炼厂之一，Pemex公司为其 Minatitl废水回收装置选择安装了Zenon 公司的ZeeWeed 超滤膜系统，这套水处理技术系统可以为冷却塔和精炼过 程提供高质量的用水。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
膜技术应用进展
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
• 大多数工厂现在都配备了基本的水处理设施，但是要达到水 再生的目的，就要涉及到更加先进的水处理工艺，如增加微 滤(MF)或超滤膜(UF)，在水处理的最后阶段可根据不同的需 要增加纳滤(NF)或是反渗透(RO)装置。 • 对于需要更高纯度水的公司来说，例如在进行制药和半导体 的生产操作时，需要增加离子交换或电去离子装置。 • 平均起来，根据不同分子的类型，反渗透可以去除90%～98% 溶解在水中的固体，而离子交换或电去离子装置可以更大程 度地去除溶解在水中的固体，达到2ppm甚至更低的浓度。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
• Aquious计划通过一些新的工程项目来巩固自己在膜分 离脱盐领域的重要地位，这些工程中包括为中东地区 提供饮用及工业用水的项目。 • 除了这些公司以外，还有下面这些都为日益增长的市 场提供了自己的解决方案。 –SUEZ公司下属的Hager - Elsser公司， –Linde公司下属的 Linde-KCA-Dresden公司， –Veolia Environment公司, –Gromtmij公司, –DHV Water公司 –Membrana公司
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
进行深色废水处理的纳滤工厂。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
Christ 公司的Liproline系统可用于生物制品生产工艺中产 生的废水的净化，并且可实现全自动的间歇性或持续性处理。
2015-2-16
膜分离
上一页膜Βιβλιοθήκη 离上一页下一页材料科学与化学工程学院
• 水在工业生产中是不可或缺的，因此是否能够根据不同的工 业生产需要，提供满足相应需求的工业用水，成为决定投资 的一个重要因素。 • 水资源的合理应用是全球持续发展以及经济稳步增长的基础。 由于生产工艺效率和产品质量标准的不断提高，相应的水处 理技术也要进行优化和革新。生产工艺与水处理技术的整合， 对工艺过程来说是一个巨大的挑战。 • 在全球范围内，随着人口的增长和工业需求的不断增加，淡 水的供应日益短缺，而且费用也日益昂贵。同时，化工厂还 面临着这样的处境，就是对污水的排放要求越来越高。因此， 新型水处理技术的作用变得非常关键。
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
应用范围
• 渗透汽化技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低的 能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。 • 它特别适于蒸馏法难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物以及 同分异构体的分离；对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除及废水中 少量有机污染物的分离具有明显的技术上和经济上的优势；还可以同 生物及化学反应耦合，将反应生成物不断脱除，使反应转化率明显提 高。 • 渗透汽化技术在石油化工、医药、食品、环保等工业领域中具有广阔 的应用前景及市场，被专家们称之为二十一世纪最有前途的高技术之 一。
上一页 下一页
材料科学与化学工程学院
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
国家海洋局 天津海水淡化与综合利用研究所
2015-2-16
膜分离
上一页
下一页
材料科学与化学工程学院
• 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所1984年 经国务院批准成立，是目前我国唯一专门从事海水 资源开发利用发展战略、公用基础和产业化关键技 术研究的国家级公益类非营利研究机构。 • 其主要研究领域为：海水（苦咸水）淡化、海水直 接利用、海洋环境工程、海水化学资源综合利用、 膜技术与水处理、海洋防腐等，具有国家专项工程 设计甲级证书，全面实施ISO-9001质量体系管理。