气体分离膜设备的实现方式
气体膜分离过程是一种以压力差为驱动力的分离过程,在膜两侧混合气体各组分分压差的驱动下,不同气体分子透过膜的速率不同,渗透速率快的气体在渗透侧富集,而渗透速率慢的气体则在原料侧富集。气体膜分离正是利用分子的渗透速率差使不同气体在膜两侧富集实现分离的。
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分离原理
反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关,因此除与膜孔的大小、结构有关外,还与膜的化学、物理性质有密切关系,膜选择性透过设备,即与组分和膜之间的相互作用密切相关。由此可见,膜选择性透过设备价格,反渗透分离过程中化学因素(膜及其表面特性)起主导作用。
当用一个半透性膜分离两种不同浓度的溶液时,膜仅允许溶剂分子通过。由于浓溶液中溶剂的化学1位低于它在稀溶液中的化学1位,稀溶液中的溶剂分子会自发地透过半透膜向浓溶液中迁移。
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多孔膜又分为非对称膜和复合膜
①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层:表皮层质地致密,厚度很小(0.1~0.2μm),但它决定了膜的选择性和渗透性能;支撑层具有多孔结构,它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节铸膜液组成和凝胶形成条件予以控制。
②复合膜是以多孔膜作支撑层,覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜,可制成片状、管状和中空纤维状等,因此膜分离设备也随之具有多种结构形式。膜的结构形态,通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。
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