渗透汽化法-电渗析技术去除费托合成废水中含氧有机物的研究

费托合成废水是煤液化合成油过程中产生的反应水,主要成分包括醇、酸、醛、酮等含氧有机物.将费托合成废水中的有机物回收,降低其中的有机物含量,对煤制油成为集成优化的清洁生产过程具有重要意义.本研究通过筛选对醇类具有分离能力的膜材料,采用渗透汽化技术分离并回收费托合成废水中的含氧有机物,考察了多种复合膜对于不同二元体系和多元体系的渗透汽化性能.结果表明,当进料液中各组分的质量比为乙醇∶丙醇∶丁醇∶乙酸:水=2.5∶1∶1∶1∶94.5时,经过二级渗透汽化分离,透过液中的各组分质量分数分别为乙醇19.01%,丙醇14.71%,丁醇24%,乙酸0.38%,水41.9%,有机物的总质量分数可达到58.1%,从而可以直接作为燃料进行燃烧.此外,采用电渗析技术对废水中的乙酸进行去除,并考察了其去除乙酸的效果.采用渗透汽化-电渗析组合技术去除费托合成废水中的含氧有机物,可以有效提高费托合成废水的可生化性、经济性,对实现大规模煤间接液化合成油的清洁生产具有重要意义.     

优先透有机物渗透汽化膜的研究进展

渗透汽化膜分离技术是当前分离膜研究中最活跃的领域之一,作为分离技术中的重要组成部分,近年来受到高度重视.随着现代工业的发展,与优先透水膜相比,优先透有机物膜具有更大的发展潜力和应用价值,本文简述了优先透有机物渗透汽化膜材料的研究进展和改性状况。     

乙腈在高盐废水中的渗透汽化行为研究

某化工产品生产过程中要排放大量的含乙腈、高盐度的工业废水,处理难度大.本研究采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜,考察从废水中回收乙腈的可行性,研究了温度、乙腈浓度、料液中含盐量等因素对分离性能的影响.结果表明,温度为40℃时,可以将起始浓度为36 060mg/L的乙腈浓缩到470 000mg/L以上,渗透通量为353g/(m2·h),分离因子大于20.研究表明,使用渗透汽化膜能够从废水中回收乙腈,实现资源化,废水处理具有效率高、能耗低,无二次污染物的特点.     

壳聚糖膜在渗透汽化中的研究进展

渗透汽化膜分离液体混合物不但能耗低,且具有明显的经济优势,因而被广泛应用于食品、医药、农业和化工等多个领域,但其分离性能、热稳定性、耐酸碱性和环保性等方面还有待提高.壳聚糖因具有强亲水性和易改性而使其分离性能优异,此外,壳聚糖稳定性好,来源广泛且具有生物可降解性,是一种极具发展潜力的渗透汽化膜材料.然而,由于单一的壳聚糖膜易吸水溶胀而分离选择性较差,限制了其在渗透汽化领域的应用.因此,对壳聚糖进行改性,使其具有良好的力学性能和选择性至关重要.常用的改性方法有交联、接枝、共混和复合等.交联可提高壳聚糖膜的力学性能,但是会消耗大量的亲水基团,并显著降低渗透通量;共混使壳聚糖膜具有更佳的渗透选择性和渗透通量,但更易吸水溶胀;复合膜中掺入少量的无机粒子可在提高材料分离性的基础上改善其力学性能和热性能,然而,复合膜受聚合物和无机离子之间的界面差异以及无机粒子团聚性影响较大.为了使壳聚糖膜具有更加优异的综合性能,研究者往往会同时采用多种改性方法.本文介绍了渗透汽化技术的研究背景和分离机理,分析了壳聚糖膜的成膜机理、制备和应用.重点从有机物/水和有机物/有机物两个方面综述了壳聚糖膜材料在渗透汽化分离中的研究进展,对其未来的发展趋势进行了展望,以期为快速制备稳定性高、分离性能优异的新型壳聚糖膜提供参考.     

渗透汽化法处理甲醛废水

采用硅橡胶(PDMS)/乙酸纤维素(CA)复合膜对甲醛废水溶液进行渗透汽化处理,通过改变料液温度、料液浓度等因素考察其对渗透通量及分离因子的影响.实验结果表明,一定温度范围内,该体系的渗透汽化过程存在一个最佳的分离因子;在研究处理质量分数为1%甲醛废液时,透过侧压力为13 kPa时,在50℃下可以达到最佳的分离效率,此时甲醛的渗透通量可达到110 g/(m2.h),分离因子为1.75,但随着透过侧压力的增高,渗透通量线性降低,分离因子降低;料液浓度越高,膜的渗透通量越大,但最佳分离因子几乎没有改变.通过Arhe-nius关系式,得出该复合膜的表观活化能为27.57 kJ/mol.与其它甲醛废水分离方法相比,渗透汽化法具有设备简单,操作方便,费用低廉等特点,为工业化的应用提供了新的技术尝试.     

渗透汽化和汽体渗透膜技术应用及其浮浅思考

简述了渗透汽化和汽体渗透膜技术国内外应用现状和市场规模,详细介绍了其在工业乙醇脱水生产无水(燃料)乙醇,醇类、酮类、醚类脱水,酯化反应脱水强化,有机溶剂中少量及微量水的脱除,从工业废水中回收有机物、有机汽体,有机混合物的分离等方面的应用实例,并提出我国渗透汽化和汽体渗透膜技术目前存在的问题和中长期发展建议.     

聚二甲基硅氧烷膜在渗透汽化技术中的研究进展

聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一种疏水的橡胶态聚合物材料,用于渗透汽化技术,可以优先透过有机物,具有技术上和经济上的优势.阐述了PDMS膜的特点,比较了不同填充物(沸石、蒙脱石、环糊精)改性的PDMS膜及具有支撑层(无机物、有机物)的PDMS复合膜的渗透汽化性能.评述了不同改性方法的应用现状.展望了PDMS膜在渗透汽化领域中的发展方向.     

继代晶种法合成NaA分子筛膜

开发继代晶种法合成低成本、易重复的NaA分子筛膜:采用前一代分子筛膜晶化后剩余的母液为晶种液,将其涂敷于载体表面,干燥后置于合成液中,并在微波加热条件下合成NaA分子筛膜.考察了初代母液合成时间对NaA分子筛膜的性能影响,渗透汽化性能测试结果显示:初代母液的合成时间和分子筛膜的晶化时间均为12.5 min时合成的NaA分子筛膜表现出最优的渗透汽化性能,渗透汽化温度为70℃时,其渗透通量达到1.25 kg/(m~2·h),分离系数达到10 000以上.采用优化的合成条件,用继代晶种法连续合成出五代NaA分子筛膜,其渗透汽化测试得到的乙醇脱水性能基本相同,表明继代晶种法可以重复合成性能优良的NaA分子筛膜.     

MOFs有机-无机杂化膜的制备及应用研究进展

综述了基于金属有机骨架(MOFs)材料发展而来的有机-无机杂化膜的制备方法及其在气体分离、渗透汽化和纳滤等领域的应用.其中,气体分离主要介绍了杂化膜材料对H2、CO2和CH4等混合气体的分离性能;渗透汽化则基于溶剂脱水或者水相中有机物的去除等领域的应用而展开;纳滤主要介绍了杂化膜材料对小分子物质的分离性能.同时,还阐述了杂化膜材料在以上应用中所起的作用.最后总结了这种材料在研究过程中所面临的主要挑战,并对今后的发展做出了展望.     

我国渗透汽化技术的工业化应用

简述渗透汽化技术在我国的产业化状况;介绍其在石油化工、医药化工、精细化工领域中的应用实例,着重描述在有机溶剂和混合溶剂脱水、恒沸体系分离、溶媒回收方面发挥的作用.说明了研发的技术基础.     

亲水性沸石膜在异丙醇脱水中的应用及其耐酸性研究

采用二次生长法,在α-Al2O3陶瓷管上制备亲水性NaA、T型、ZSM-5沸石膜,采用SEM对其进行表征.比较3种亲水性膜在异丙醇/水体系的渗透汽化性能,考察其在不同的料液温度下对异丙醇的分离效果.通过优化膜合成液中Si/Al和F-/Si的摩尔比、合成时间等条件,提高ZSM-5沸石膜的渗透汽化性能.分析考察膜的耐酸性能,结果显示ZSM-5沸石膜具有良好的耐酸性;将ZSM-5沸石膜在pH为5.8的酸性溶液浸泡10天后,用于97%的乙酸乙酯/水体系中渗透汽化脱水,渗透液水含量可达99.59%,渗透通量可达0.12kg/(m2·h),分离因数高达7 894.     

N-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯及其甲苯/正庚烷渗透汽化性能

性能优异的渗透汽化膜是芳烃/烷烃渗透汽化分离技术工业化应用的基础."孔填充"复合膜作为值得关注的芳烃/烷烃渗透汽化膜的研究方向之一,其分离性能主要由功能性接枝聚合物层决定.借鉴工业上分离精制芳烃的优秀溶剂N-甲酰吗啉的分子结构,设计合成了含吗啉酰胺基团的新型聚氧乙烯甲基丙烯酸酯大分子单体——N-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙...     

壳聚糖膜在渗透汽化领域的研究进展

综述了近年来壳聚糖膜在渗透汽化领域的最新研究进展.介绍了壳聚糖渗透汽化膜在有机溶剂脱水、有机混合液分离研究中的发展状况.同时,简单介绍了壳聚糖渗透汽化膜的制备技术、分离特征及存在问题.并对壳聚糖渗透汽化膜的研究方向提出建议.     

高通量超支化聚硅氧烷复合膜渗透汽化分离水中正丁醇

为得到高通量的水中脱除丁醇渗透汽化膜HPSiO-c-PDMS,采用AB₂型单体缩合法合成了超支化聚硅氧烷（HPSiO）并将其与端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS）交联制备渗透汽化复合膜.对超支化聚硅氧烷和HPSiO-c-PDMS膜进行了化学结构和形态表征,并系统研究了PDMS分子量大小对膜结构及其渗透汽化性能的影响.结果表明:超支化聚合物支化度（DB）达到0.73;HPSiO-c-PDMS膜具有较大的通量和分离因子,随着PDMS分子量的增加,其渗透通量减小而分离因子增加.     

UIO-66-NH_2渗透汽化复合膜制备及乙醇脱水

金属有机骨架材料(MOFs)改性高分子渗透汽化复合膜是目前的研究热点.本文采用水热合成法制备UIO-66-NH_2,利用旋涂法在改性的聚丙烯腈(PAN)底膜表面涂覆海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和UIO-66-NH_2混合液制备活性分离层,采用顺丁烯二酸交联分离层制备SA-PVA-MOF/PAN渗透汽化复合膜.考察了SA、PVA和UIO-66-NH_2浓度对复合膜形貌结构、亲水性能和醇水分离效果的影响.研究结果表明,复合膜分离层含质量分数1%SA、4%PVA和0.8%UIO-66-NH_2时,75℃条件下复合膜对质量分数85%乙醇水溶液的渗透通量最高可达905 g/(m~2·h),此时分离因子为308.     

有机溶剂分离膜技术研究进展

利用绿色节能的膜分离技术实现有机溶剂的分离、纯化以及回收具有重要的科学意义和研究价值.常用的有机溶剂分离膜技术主要包括渗透汽化技术、蒸汽渗透技术和有机溶剂纳滤、反渗透技术.以有机溶剂分离膜技术的最新研究进展为核心,综合评价了现有有机溶剂分离膜技术的优势以及目前存在的问题.介绍了目前常用分离膜技术纯化分离有机溶剂的基本思路和原理,详细列举了有机溶剂分离膜的膜材料、技术分类、制膜方法以及典型应用案例,为分离膜技术在有机溶剂分离纯化领域的应用提供指导与借鉴.     

HTPB基聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸甲酯

利用两步法制备端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯(HTPB-PU)渗透汽化膜,采用DSC和TGA表征HTPB-PU的微相结构和热性能,研究了该膜从水中回收乙酸甲酯(MA)的渗透汽化性能.从DSC结果可以看出,HTPB-PU膜有两个玻璃化转变温度,说明HTPB-PU膜具有微相分离结构.TGA结果表明,该膜具有很好的耐热性能.对于乙酸甲酯水溶液,该膜表现出良好的优先透乙酸甲酯性能,通过考察操作温度、料液中乙酸甲酯浓度等对HTPB-PU膜渗透汽化性能的影响发现:随着操作温度的增加,渗透通量增加、分离因子下降;当料液中乙酸甲酯质量分数为20%时,分离因子和渗透通量分别达到430和1 495 g/(m2·h).     

有机物优先透过的渗透汽化分离膜

介绍了有机物优先透过的渗透汽化膜现阶段研究进展及其应用前景，对目前主要采用的膜材料，研究的分离体系以及操作参数对膜性能的影响作了较详细的评述 。     

电渗析用于造纸制浆母液脱盐

工业废水蒸发结晶过程需排放少量高盐、高COD、高色度的废液以满足高品质盐的结晶要求.采用电渗析技术对制浆废水结晶母液脱盐处理,考察了操作电流、pH等对无机盐(主要是氯化盐)与有机物(木质素、半纤维素、有机酸及其分解产物)分离效果的影响.结果表明,操作电流对脱盐速率影响显著,但对最终的脱盐率和有机物透过率影响较小.当操作电流为1.2～2.2 A时,脱盐率大于98%,有机物的透过率在22%～26%之间,平均电流效率在74%以上;pH对电渗析脱盐率影响不大,但对有机物的透过影响较大,当结晶母液的pH=2时,有机物的透过率最小,为12%;8批次的间歇实验证明,膜堆分离性能稳定,膜污染较小,浓缩侧可以得到高品质的结晶盐.因此,利用电渗析技术实现制浆废水结晶母液无机盐与有机物的分离是可行的.     

渗透汽化膜技术及其应用

膜分离技术是当代化工领域的高新技术。由于它是解决人类面临的能源、资源、环境等重大问题的新技术,所以近30多年来取得了极为迅速的发展。渗透汽化膜分离技术是一种新型膜分离技术,是典型的节能技术和清洁生产技术。用于恒沸体系分离,与传统的恒沸蒸馏和萃取精馏相比,节能1/3~1/2,运行费节约至少50 %。本文介绍了国内外渗透汽化脱水膜工业应用情况,并重点介绍了渗透汽化汽油脱硫膜、透甲醇膜、透乙醇膜、透碳酸二甲酯膜、芳烃/烷烃分离膜研究进展及其应用的可能性。