氣體分離膜的原理
在壓力驅動(dòng)下, 借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異, 及滲透速率差來(lái)實(shí)現對某種氣體的濃縮和富集。滲透速率高的氣體常被稱(chēng)為“快氣”,而滲透速率低的氣體組分被稱(chēng)為“慢氣”,因它較多的滯留在原料氣體側而成為剩余氣?!翱鞖狻?、“慢氣”不是絕1對的, 而是針對不同的氣體組成而言。氣體透過(guò)膜是一種比較復雜的過(guò)程。
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膜的種類(lèi)
分離膜包括:反滲透膜(0. 0001~0. 001μm) ,納濾膜(0. 001 ~ 0. 01μm)超濾膜(0. 01 ~ 0. 1μm) 微濾膜(0. 1~10μm)、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應不同的分離機理,不同的設備,有不同的應用對象。膜本身可以由聚合物,或無(wú)機材料,或液體制成,其結構可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的,多孔或無(wú)孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至幾毫米。不同的膜具有不同的微觀(guān)結構和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領(lǐng)域的核心研究課題,也是各公司嚴格保密的核心技術(shù)。
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分離原理
反滲透膜的選擇透過(guò)性與組分在膜中的溶解、吸附和擴散有關(guān),因此除與膜孔的大小、結構有關(guān)外,還與膜的化學(xué)、物理性質(zhì)有密切關(guān)系,即與組分和膜之間的相互作用密切相關(guān)。由此可見(jiàn),反滲透分離過(guò)程中化學(xué)因素(膜及其表面特性)起主導作用。
當用一個(gè)半透性膜分離兩種不同濃度的溶液時(shí),膜僅允許溶劑分子通過(guò)。由于濃溶液中溶劑的化學(xué)1位低于它在稀溶液中的化學(xué)1位,稀溶液中的溶劑分子會(huì )自發(fā)地透過(guò)半透膜向濃溶液中遷移。
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