氣體分離膜設備的實(shí)現方式
氣體膜分離過(guò)程是一種以壓力差為驅動(dòng)力的分離過(guò)程,在膜兩側混合氣體各組分分壓差的驅動(dòng)下,不同氣體分子透過(guò)膜的速率不同,滲透速率快的氣體在滲透側富集,而滲透速率慢的氣體則在原料側富集。氣體膜分離正是利用分子的滲透速率差使不同氣體在膜兩側富集實(shí)現分離的。
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多孔膜又分為非對稱(chēng)膜和復合膜
①非對稱(chēng)膜的膜體可分為表皮層和支撐層:表皮層質(zhì)地致密,厚度很?。?.1~0.2μm),但它決定了膜的選擇性和滲透性能;支撐層具有多孔結構,它提供必要的機械強度。膜的結構可通過(guò)調節鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。
②復合膜是以多孔膜作支撐層,覆以極薄的表皮層。用于工業(yè)分離的合成膜,可制成片狀、管狀和中空纖維狀等,因此膜分離設備也隨之具有多種結構形式。膜的結構形態(tài),通常借助于電子顯微鏡技術(shù)、電子透射或掃描來(lái)觀(guān)察。
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膜的種類(lèi)
按微觀(guān)結構分:
對稱(chēng)膜、不對稱(chēng)膜、復合膜、多層復合膜等。
按宏觀(guān)結構分
平板膜、卷式膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維等。
無(wú)論在實(shí)驗室或工業(yè)規模的生產(chǎn)中,膜都被制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元。在工業(yè)上應用并實(shí)現商品化的膜組件主要有平板型、圓管型、螺旋卷型和中空纖維型,相應的膜的幾何形狀分為平板式、管式、毛細管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜,它們的差別主要是直徑不同:直徑>10mm的為管式膜;直徑在0.5~10mm之間的是毛細管式膜;直徑<0.5mm的為中空纖維膜。管狀膜直徑越小則單位體積里的膜面積越大。
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