中空纤维渗透汽化膜分离研究现状与展望

本文综述了中空纤维渗透汽化膜分离的研究进展,包括中空纤维支撑膜的制备、复合膜的制备方法、中空纤维渗透汽化膜的工业应用和中空纤维渗透汽化膜传质特性等几个方面,对这个方面所存在的问题以及今后发展方向进行了展望.     

NaA分子筛膜用于乙酸乙酯溶媒脱水回收

采用国产NaA分子筛膜对医药乙酸乙酯溶媒进行渗透汽化脱水回收,成功将乙酸乙酯脱水至0.05wt.%以下,处理能力达16.8kg.m-2.h-1,收率>99%。对NaA分子筛膜稳定性进行了考察,渗透汽化实验与扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,经过76.5h运行后的NaA分子筛膜保持了良好的分离性能与结构稳定性,在工业乙酸乙酯溶媒回收中表现出良好的应用前景。     

影响渗透汽化中空纤维复合膜分离性能的制备工艺研究

采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）为分离层的模材料,以浸涂工艺把ＰＶＡ复合到聚砜（ＰＳ）或聚丙烯腈（ＰＡＮ）的中空纤维支撑层上,在长度为０．４ｍ的不锈钢管中组装若干根中空纤维复合膜测定对乙醇水溶液的渗透汽化（ＰＶ）分离性能。结果表明,ＰＶＡ／ＰＡＮ中空纤维复合膜的性能优于ＰＶＡ／ＰＳ,内径较大（１．３ｍｍ）的优于内径上（０．４ｍｍ）者,ＰＶＡ水溶液在中空纤维支撑层上的涂复次数对复合膜ＰＶ分离性能、以及ＰＶＡ／     

沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素研究进展

沸石分子筛膜在渗透汽化分离过程中的应用研究日益增多,对沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素作了简要综述,讨论了选择性吸附分离和分子筛分原理两种分离机理,其影响因素主要包括:分子筛膜表面特性、非沸石孔、操作温度、原料浓度、浓度极化等。     

含氟体系中MFI型分子筛膜的制备及其乙醇/水分离性能

以氟化铵为矿化剂、四丙基溴化铵为模板剂,在负载晶种的钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维支撑体表面合成了MFI型分子筛膜,并用于乙醇/水的分离;系统考察了氟硅比(n_NH4F/n_SiO2)、合成时间等条件对膜分离性能的影响,在n_NH4F/n_SiO2为0.8、合成时间为8 h下合成出高性能膜,其通量达8.2 kg·m^-2·h^-1、乙醇/水分离因子为47;同时研究了MFI型分子筛膜在乙醇/水体系中的分离稳定性,揭示出该方法所合成膜表面无Si-OH,从而避免了Si-OH与乙醇反应而带来膜分离性能的下降.     

分子筛膜分离技术的研究进展

简要介绍了分离技术的分类、原理和市场前景,分析了分子筛成为膜材料的原因.综述了分子筛膜合成方法的研究进展,分析了原位水热合成、汽相合成法、嵌入法或后合成法、二次生长法、微波法合成、间接生长法和特殊方法的合成特点、制备步骤和方法的优缺点.介绍了分子筛膜技术用于分离有机物/水的研究现状,特别是在醇/水分离方面列举了一些具有很好分离性能的研究结果.最后,通过对国外技术的分析,展望了我国分子筛膜分离技术的工业重点.     

规模化NaA分子筛膜的制备与分离性能研究

采用湿法球磨技术制备亚微米晶种,利用球磨亚微米晶种诱导在自制大孔α-Al2 O3支撑体合成出高分离性能的NaA分子筛膜.采用场发射扫描式电子显微镜(FE-SEM)、渗透汽化和蒸汽渗透分离技术对所合成的膜进行了系统表征.在操作温度为348 K,对水质量分数为10％乙醇-水体系进行渗透汽化测试,分离因子>10000且渗透通...     

渗透汽化膜分离过程的研究和应用

本文综述了渗透汽化过程的进展和动向，介绍了国际技术进展状况，主要应用和过程的经济性。同时，提供了该过程的原理简介，膜和膜材料以及过程开发和装置设计研究等主要内容。     

NaY型分子筛膜的合成及表征

采用二次生长法,在管状莫来石支撑体外表面水热合成了NaY型分子筛膜。讨论了多种因素,如凝胶老化时间、合成温度、合成时间等对膜合成的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对膜进行了表征。XRD谱图证明在支撑体外表面形成了NaY型分子筛,根据SEM照片,膜层厚度在10~20μm。该膜表现出了对水的很高选择性,表明所制备的膜缺陷较少。     

酸性环境下用于溶剂脱水的沸石分子筛膜的研究进展

综述了耐酸的亲水性沸石分子筛膜材料的最新研究进展,介绍了其在酸性环境下有机溶剂脱水工业上应用的研究现状,分析了进一步提高酸稳定性的设计方法,并对实现工业化大规模生产需要解决的关键问题进行了总结,展望了未来低成本绿色酸性溶剂脱水的发展趋势。     

PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜在ABE/水体系分离中的应用

通过浸渍-提拉的方法制备了PDMS涂覆的Al2O3中空纤维膜,并系统地研究了其用于ABE/水体系的分离过程。首先对制备出的膜进行了形貌表征,SEM电镜照片表明,所用的Al2O3中空纤维支撑体具有非对称结构,海绵孔位于膜壁的中间而指状孔在其两侧。制备出的PDMS涂覆的Al2O3中空纤维复合膜表面致密完好没有缺陷,其厚度小于10μm,说明PDMS层被均匀地涂在支撑体外表面。然后在不同的模拟体系(丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水)中,系统地考察了复合膜的性能。实验表明,复合膜具有优异的渗透汽化性能(通量和分离因子)。最后将该复合膜用于ABE-水体系的分离,考察了膜在操作过程中的渗透汽化性能和稳定性,同时将二元体系与四元体系过程对比,讨论渗透汽化对ABE体系的分离作用。     

有机混合物渗透汽化分离膜材料及成膜技术的研究进展

本文综述了近年来国内外有机溶剂混合物渗透汽化分离膜材料及成膜技术的最新研究进展。指出了制备超薄而致密的复合型渗透汽化膜是提高膜性能的重要途径。     

四通道中空纤维MFI分子筛膜用于二甲苯异构体分离

采用二次生长法在高机械强度、高装填密度的四通道α-Al₂O₃中空纤维载体(7 cm)上制备MFI分子筛膜,探究了膜合成时间、操作温度、原料分压和吹扫气流量等条件对二甲苯异构体膜分离性能的影响。结果表明,160℃水热合成12 h制得的四通道中空纤维MFI分子筛膜对二甲苯异构体分离性能较优,在150℃、原料分压2 kPa、吹扫气流量20 ml/min时对二甲苯/邻二甲苯分离因子高达878,PX渗透性为2.1×10^-8 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1。基于优化的制膜及分离操作条件,进一步将MFI分子筛膜制备于27 cm长的四通道中空纤维载体上,也获得了优异的对二甲苯/邻二甲苯膜分离性能,且所制得的膜材料对该体系的分离可稳定运行100 h以上。为推进中空纤维MFI分子筛膜的批量化制备和传统分离工艺的技术革新奠定了基础。     

渗透汽化膜技术及其在有机溶剂脱水领域的应用

简述了渗透汽化膜技术的原理和工艺流程;介绍了其应用于有机溶剂脱水领域在节能、环保、提高产品质量、简化操作等方面的比较优势、应用实例和效果评价;展望了该技术的发展前景.     

采用渗透汽化膜技术进行有机溶剂脱水的新方法

简述了渗透汽化膜技术的原理和工艺流程;介绍了其应用于有机溶剂脱水领域在节能、环保、提高产品质量、简化操作等方面的比较优势、应用实例和效果评价;展望了该技术的发展前景。     

NaA分子筛膜的制备及其在醇类脱水中的应用

采用水热合成法在莫来石支撑体上制备NaA分子筛膜,并利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇水体系进行脱水性能的研究,同时考察操作温度和原料液中水含量对膜的分离性能的影响．研究表明：在优化条件下制备出致密无缺陷的NaA分子筛膜,所制备的膜对几种醇类体系脱水都具有良好的分离效果,膜的渗透水通量随温度的升高而增加,分离因予略有下降;随着醇类分子尺寸的增大,膜的分离因子和水通量都呈增大趋势．     

利用膜分离技术回收正丁醇/水混合液的工艺研究

研究了聚乙烯醇（PVA）／聚丙烯腈（PAN）、海藻酸钠（SA）／PAN复合膜及海藻酸钠／醋酸纤维素（CA）共混膜等五种膜的渗透汽化特性,发现它们对正丁醇／水的混合液均表现为水优先透过,其渗透通量与选择分离系数都很高。并初步确定了正丁醇／水混合液渗透汽化分离的工业生产操作条件。     

中空纤维式渗透汽化膜内流动的CFD模拟

采用计算流体动力学(CFD)数值模拟软件研究了入口速度和管径对中空纤维式渗透汽化膜内流动特征及分离性能的影响.结果表明,膜通道内压降和壁面剪切应力与入口速度呈正相关,与管径呈反相关;分离性能随着入口速度的增大,呈现先增大后减小的趋势;管径越小,分离性能越高.     

分子筛膜-精馏耦合用于费托合成水相副产物混合醇回收的工艺流程模拟

费托合成油水相副产物混合醇的回收多采用萃取精馏的分离方法,此方法需要配置7个精馏塔和5路循环回路。通过分析发现,流程冗长的关键因素在于混合醇中除甲醇外各个组分均与水产生共沸,而分子筛膜渗透汽化技术不受汽液平衡的限制,因此可以利用分子筛膜渗透汽化技术将混合醇中的水分先脱除,然后再利用精馏技术对混合醇各组分进行分离。本文完成了精馏-膜分离耦合工艺分离混合醇的全流程模拟,并与传统的萃取精馏工艺流程进行对比。精馏-膜分离耦合工艺大幅简化了原有萃取精馏工艺流程,整体能耗降低30%。并根据此流程在陕西延长石油（集团）有限公司建成了国内第一套膜分离-精馏耦合工艺的1000t/a低碳混合醇回收和分离的工业示范装置。     

NaA型分子筛膜用于医药工业异丙醇溶媒渗透汽化脱水(英文)

NaA zeolite membranes with 80 cm in length and 12.8 mm in outer diameter were prepared by our research group cooperating with Nanjing Jiusi Hi-Tech Co., China. The influence of dissolved inorganic salts and pH value in the feed of isopropanol (IPA) solution on NaA zeolite membranes was investigated. It was found that both factors exhibited strong influence on the stability of NaA zeolite membranes. A set of pretreatment steps such as pH adjustment and distillation of the IPA solution were proposed to improve stability for pervaporation dehydration. An industrial-scale pervaporation facility with 52 m2 membrane area was built to dehydrate IPA solution from industrial cephalosporin production. The facility was continuously operated at 368-378 K to dehydrate IPA solution from water mass content of 15%-20% to less than 2% with a feed flow rate of 400-500 L·h-1 and an average water flux of 1-1.5 kg·m-2·h-1. The successful application of this facility suggested a promising application of NaA zeolite mem-brane for IPA recovery from pharmaceutical production.