膜蒸馏过程用的膜

⑴ 与蒸馏相比，膜蒸馏有哪些特点

蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，如萃取、过滤结晶等相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。

膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。

膜蒸馏技术有很多特点：
（1）膜蒸馏过程几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性；
（2）在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净，可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段；
（3）该过程可以处理极高浓度的水溶液，如果溶质是容易结晶的物质，可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程；
（4）膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式，并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性；
（5）在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源

⑵ 直接接触式膜蒸馏的介绍

膜蒸馏（英文名称membrane distillation）利用高分子膜的多孔性、疏水性、低导热性能而达到水纯化和内溶液浓缩的膜分离技术。直容接接触式膜蒸馏（direct contact membrane distillation）是以混合液中的挥发性组分在多孔疏水膜两侧的蒸汽压差为跨膜推动力的膜分离过程。膜蒸馏技术是膜技术与常规蒸馏过程相结合的产物，作为一种新型的膜分离技术 ,于20世纪60年代中期由M.E .Findley提出，发展始于80年代。膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜的机械强度要求低等优点。

⑶ 污水处理膜技术的发展阶段及现状！需要相关资料！

膜分离技术的发展和现状

膜分离是人们所掌握的最节能的物质分离（包括分级、纯化、精制、浓缩）技术之一。近三十年来发展极其迅速，已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用，逐步拓展到环保、化工、医药、食品、航天等领域中，以每年大于10%的速率递增，发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界第一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来，大规模海水淡化就变成了现实；20世纪70～80年代开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用；80～90年代建成无水酒精渗透气化装置，现已大规模推广应用于有机物的回收和脱水；90年代以来被称之为膜接触器（membrane contactor）的膜萃取、膜吸收、膜汽提（membrane-based striping）、膜蒸馏（membrane distillation）等，为膜技术全面溶入大化工(流程工业：包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持；近几年来膜促进传递（facilitated transport）、膜反应器（membrane-reactor）、膜传感器（membrane sensor）、控制释放（controlled release）等膜技术发展很快，膜式燃料电池（membrane fuel cell）则成为当今发达国家探索研究的热点。
目前膜分离技术已被广泛地用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水制取；医药工业，人工脏器如人工肾
（artificial kidney）、膜式氧合器（membrane oxygenator）、人工肝的制备，以及药剂的浓缩、提纯；食品工业，如果汁和果肉等的浓缩、饮料的灭菌和纯清、从家畜等动物的血液中提取蛋白质；石油化学工业，如天然气中回收氦，合成氨厂尾气中回收氢、石油伴生气二氧化碳的回收、轻烃气流中脱除硫化氢等；环境保护，如废水（电镀废水、印染废水、石油化工废水、食品制药工业废水）中有用物质的回收，以及城市生活污水和放射性废水的处理等。
膜与膜技术的应用领域十分广阔，在当今世界高技术竞争中，也占有极其重要的位置，特别是载人航天、大洋深海探索研究与开发中离不开它，因而深受发达国家的关注。欧盟、日本、美国等早年在膜材料的基础研究和应用开发方面投入大量人力、物力，加拿大、意大利、荷兰和英国等也在膜的基础研究和开发应用上做出了大量的贡献。这些国家（如美国的KOCH、GE、DOW、DuPont;荷兰的norit等公司）在膜元件的制备技术上处于绝对领先的地位。
中国膜科学技术开始于1958年离子交换膜的研究；20世纪60年代研究反渗透膜，曾组织全国海水淡化会战，大大促进我国膜科学技术的发展；70年代就已开发出反渗透（reverse osmosis）、超滤（ultrafiltration）、微滤（microfiltration）和电渗析（electrodialysis）等器件设备，随后投入工业应用；80年代起除继续发展液体分离之外，气体膜分离和渗透气化等已走过了开发和研究阶段，现在已进入工业应用阶段，其它新技术也在不断研究开发之中。
膜科学与技术的发展与应用可分为膜元件的制造、膜设备的研制、膜软件的研发、膜应用四个环节。膜制造商只保证膜本身的标准分离性能，即在规定测试条件下的分离性能；膜硬件与膜软件是膜分离工程公司的工作，膜分离工程公司首先根据市场需求和用户要求分离的物料性状和目标产物标准进行实验研究，在满足用户要求的条件下确定膜元件的种类和数量，膜分离稳定运行的条件和清洗恢复条件，这就是膜软件；膜硬件就是膜元件和膜设备，膜设备实质上是机电一体化设备，膜元件是膜分离设备的核心，设备的其它部分都是为膜元件分离功能的发挥提供运行条件（温度，压力，流速流量等）的；膜软件是靠膜硬件来运行的，膜硬件的设计制作基础是膜软件；膜用户只能按照与膜分离工程公司达成的一致严格执行《膜分离设备运行规范》的要求，将膜分离设备与自己流程的前后工序连接运行以达到自己对膜分离工序所确定的运行目标。近年来膜过程（膜软件、膜硬件）的国内市场已经进入成熟期（高速增长，价格稳定）。

膜技术的主要分离过程
国际理论与应用化学联合会（IUPAC）将膜定义为:一种三维结构，三维中的一度（如厚度方向）尺寸要比其余两度小得多，并可通过多种推动力进行质量传递。这样膜过程就应该被定义为以膜为介质进行质量传递的一种化工单元过程或化工单元操作；很显然膜分离属于化工单元操作。
膜分离技术按传质推动力可分为压力差、浓度差、温度差、电位差等推动力膜；按膜组件结构可分为平板（盒式）膜、螺旋卷式膜、中空纤维膜、管式膜等；按功能层材料可分为无机膜（陶瓷膜、金属膜、碳分子筛膜等）和有机膜。
微滤、超滤、纳滤（nanofiltration）与反渗透都是以压力差为推动力的液体膜过程，当膜两侧存在一定压力差时，可使一部分溶剂及小分子的组分透过膜，而微粒、大分子、盐的离子等被膜截留下来，从而达到分离目的。四个过程的透过机理基本相同，主要是被分离物颗粒或分子、离子的大小和所采用膜的结构与性能有所差异。按照国际理论与应用化学联合会（IUPAC）对这四种膜过程的定义，微滤（MF）是指大于0.1μm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;超滤（UF）是指不大于0.1μm大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程；反渗透（RO）是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程；纳滤是指不大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。微滤的压差范围为0.10～0.20MPa;超滤的压差范围为0.10～0.50MPa; 反渗透被用于截留溶液中的盐或其它小分子物质（分子量小于200），所施加的压力在2MPa左右，也可高达10MPa；纳滤用以分离分子量约为几百至几千的溶液组分，其压差范围为0.5～2.0MPa。
电渗析是在电场作用下使溶液中的阴、阳离子选择性地分别透过阴、阳离子交换膜，进行定向迁移的分离过程。该过程主要用于苦咸水脱盐、饮用水制备、工业用水处理等。近十多年来，开始应用于有机酸脱盐与纯化、废酸碱回收等；膜电解过程中，在两电极上存在电化学反应，并有气体产生，主要在氯碱工业中用于大规模生产离子膜级氢氧化钠。
气体分离膜是指在压力差下，利用气体中各组分在膜中渗透速率的差异，达到各组分分离的过程。气体分离膜已大规模用于合成氨厂的氮、氢分离，空气富氧、富氮，天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透气化与蒸汽渗透（vaper permeation）均是利用待分离混合物中某组分具有优先选择性透过膜的特点，使料液侧优先渗透组分以溶解-扩散透过膜而实现分离的过程。两者的差异在于渗透汽化过程采用负压操作，进料物流为液态，优先透过膜的组分在膜下游侧汽化，并在冷凝器中冷凝和收集；而蒸汽渗透采用正压操作，进料物流为气相，常为对膜具有相互作用的有机分子透过膜。渗透气化主要用于有机物脱水（亲水膜）、水中有机物的脱除（疏水膜）、有机混合物分离等方面的应用，被认为是最有希望取代高能耗精馏技术的膜过程，其中有机溶剂脱水及水中有机物脱除已有工业装置；蒸汽渗透适用于空气中有机溶剂的回收，随着环保意识的增强，蒸汽渗透将会获得较大的推广应用。
另外还有两类正在开发与推广应用的新型膜技术：一类是目前称之为膜接触器，包括膜基吸收、膜级萃取、膜蒸馏、膜基汽提等。在这些过程中，膜介质本身对待处理的混合物无分离作用，主要利用膜的多孔性、亲水性或疏水性，为两相传递提供较大而稳定的相接触面，可克服常规分离中的液泛、返混等影响，因而近十余年来，深受化工界的关注；另一类是以膜为关键技术的集成分离过程，包括膜与蒸馏、膜与吸附、膜与反应等相结合的集成过程，具有常规分离过程所不能及的优点，也正在受到重视和发展。
随着科学技术的发展，人们模仿生物膜的某些功能，研制出各种功能的合成膜，应用于日常生活与工业生产过程中。可以认为，膜产业已成为21世纪发展最快的高新技术产业之一。
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⑷ 膜分离过程属于过程传质分离吗

物理分离过程，基本上是传质分离， 但是特殊的膜过程还是包含传质和传热的复合过程， 比如说膜蒸馏。

⑸ 求助，关于膜蒸馏技术

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课程论文
性物质的优势[7]，其缺点是渗透通量低，结构复杂，且不适用于中空纤维膜，限制了商业推广。Amali等[8]通过对AGMD与DCMD的比较研究，认为AGMD更适用于地热苦咸水的脱盐。SGMD中，冷凝器必须做很大的功才能冷凝下游侧的蒸汽，故能耗太大，其研究且仅限于理论及数学模型[9-11]。真空膜蒸馏的膜两侧气体压力差比其他膜蒸馏的膜两侧气体压力差大，因而比其他形式的膜蒸馏具有更大的蒸馏通量。宜于脱除水溶液中的挥发性溶质。Corinne[12]用真空膜蒸馏进行了海水淡化，并且与反渗透过程进行了比较，指出选择合适的操作条件及进行合理的过程设计，真空膜蒸馏完全可以与反渗透过程相媲美。Fawzi Banat等[13]研究了VMD脱盐操作参数的灵敏性分析，认为温度对VMD水通量的影响最大，真空度次之。TzahiY等[14]将DCMD与VMD相结合，结果显示，当渗透侧的压力由传统DCMD略高于大气压(108 kPa)变至DCMD/VMD下略低于大气压(94kPa)时，同相同温度下的传统DCMD相比，通量提高15%。

3 膜蒸馏用膜
用于膜蒸馏的膜材料至少应满足疏水性和多孔性两个要求，以保证水不会渗入到微孔内和具有较高的通量。通常认为孔隙率为60% ~ 80%，平均孔径为0.1

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课程论文
~0.5 μm 的膜最适合于膜蒸馏[15]。目前膜蒸馏过程膜材料的研究开发主要集中于3种膜材料，即聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)。基于上述膜材料，膜蒸馏用膜的制备方法主要有：拉伸法、相转化法、表面改性法、共混改性法以及复合膜法。近年来，为了提高分离膜的综合性能，不同膜材料优势互补的复合膜材料的研究也越来越引起研究者的兴趣。Suk 等[16]把合成的疏水大分子化合物与聚砜材料共混，采用相转化法制膜时，疏水性大分子会迁移至膜表面，得到表面疏水性MD复合膜。Khayeta等[17]用含表面改性大分子的亲水性聚砜醚聚膜由相转化法一步聚成应用于膜蒸馏的新型疏水/亲水多孔复合膜，对于1 mol/L的NaCl水溶液，所制得的复合膜水通量和PTFE商业膜持平甚至高于常用的商业膜，截留率达99.7%。Peng Ping 等[5]将3% PVA（聚乙烯醇）同20%PEG（聚乙二醇）混合，由乙醛作交联剂进行交联，并在聚合物中引入钠盐（如醋酸钠）提高微相分离，将PVA/PEG亲水性凝胶涂覆在疏水性的PVDF 底层上，制成复合膜。所得复合膜的DCMD通量及耐用性较PVDF 膜均有提高。该方法对解决膜蒸馏所用疏水性膜易被润湿的问题提供了一定的参考。Li Baoan等[18]用在疏水性多孔PP中空纤维膜的外表面涂上了不同孔径的多孔等离子聚合硅树脂含氟聚合物涂层的复合性中空纤维膜，进行了基于真空膜蒸馏脱盐过程用膜和设备的研究。由于多孔等离子聚合硅树脂含氟聚合物涂层能够大大降低表面张力，并在底层和盐水之间加了一层隔膜，因而能有效防止膜孔润湿、膜孔结垢和收缩等。研制价格低廉、孔隙率高、通量高、易于工业化生产及应用的MD新型膜材料，已成为MD研究者追求的目标。只有新型理想的膜材料研制成功，膜蒸馏才具有更广阔的应用空间。

⑹ 膜蒸馏的原理

膜蒸馏（membrane distillation ，简称MD）是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质版驱动力的膜分离过程，权可用于水的蒸馏淡化，对水溶液去除挥发性物质。例如当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧，但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝，这与常规蒸馏中的蒸发、传质、冷凝过程十分相似，所以称其为膜蒸馏过程。

⑺ 膜蒸馏的应用

（1） 海水淡化
淡水资源短缺成为当今社会一大问题，海水淡化无疑是淡水来源的途径之一。目前从海水或苦咸水获得淡水的主要方法有：电渗析法、蒸发法、多级蒸馏法和反渗透法等。近年来迅速发展起来的蒸馏法与膜法相结合的膜蒸馏技术在海水淡化的应用中获得了成功，可望成为一种廉价高效制取淡水的新方法。利用工业上使用的海水余热或用工业废热加热海水进行膜蒸馏海水淡化，具有成本低、设备简单、操作容易、能耗低等优点，使膜蒸馏技术在诸多海水淡化工程有一定竞争力!
（2） 超纯水的制备
由于膜的疏水性，原则上只允许水蒸气通过微孔，因此能得到很纯的水。用减压膜蒸馏对自来水进行处理后，水质达到微电子工业用高纯度水三级和医用注射水的标准。特别是近来新型高通量无机膜和有机-无机混合膜的开发成功，使得用膜蒸馏制备超纯水变为具有巨大商业潜力的工业手段。
（3） 废水处理
膜蒸馏与其他膜过程相比，其主要优点之一就是可以在极高的浓度条件下运行，即可以把非挥发性溶质的水溶液浓缩到极高的程度，甚至达到饱和状态。张凤君等人采用中空纤维膜蒸馏技术对含酚废水进行了研究，结果使浓度高达5000mg/L的苯酚经处理后可降至50mg/L以下，苯酚的去除率可达95%以上。刘金生等人采用自制中空纤维膜蒸馏组件对油田联合站含甲醇污水进行膜蒸馏处理研究，质量浓度高达10mg/mL的甲醇水溶液经处理后可降至0.03mg/mL一下。
（4） 共沸混合物的分离
膜蒸馏对某些共沸物也能起到分离效果。孔瑛等人研究了用膜蒸馏技术来分离甲酸-水共沸混合物的可能性，结果表明，采用膜蒸馏技术来分离甲酸-水溶液时不存在共沸现象，表明膜蒸馏在分离共沸物方面具有潜在的应用价值。

⑻ 比较膜蒸馏与蒸发的差异，为什么说膜蒸馏与蒸发过程

比较膜蒸馏与蒸发的差异，为什么说膜蒸馏与蒸发过程
（1） 海水淡化
淡水资源短缺成为当今社会一大问题，海水淡化无疑是淡水来源的途径之一。目前从海水或苦咸水获得淡水的主要方法有：电渗析法、蒸发法、多级蒸馏法和反渗透法等。近年来迅速发展起来的蒸馏法与膜法相结合的膜蒸馏技术在海水淡化的应用中获得了成功，可望成为一种廉价高效制取淡水的新方法。利用工业上使用的海水余热或用工业废热加热海水进行膜蒸馏海水淡化，具有成本低、设备简单、操作容易、能耗低等优点，使膜蒸馏技术在诸多海水淡化工程有一定竞争力!
（2） 超纯水的制备
由于膜的疏水性，原则上只允许水蒸气通过微孔，因此能得到很纯的水。用减压膜蒸馏对自来水进行处理后，水质达到微电子工业用高纯度水三级和医用注射水的标准。特别是近来新型高通量无机膜和有机-无机混合膜的开发成功，使得用膜蒸馏制备超纯水变为具有巨大商业潜力的工业手段。
（3） 废水处理
膜蒸馏与其他膜过程相比，其主要优点之一就是可以在极高的浓度条件下运行，即可以把非挥发性溶质的水溶液浓缩到极高的程度，甚至达到饱和状态。张凤君等人采用中空纤维膜蒸馏技术对含酚废水进行了研究，结果使浓度高达5000mg/L的苯酚经处理后可降至50mg/L以下，苯酚的去除率可达95%以上。刘金生等人采用自制中空纤维膜蒸馏组件对油田联合站含甲醇污水进行膜蒸馏处理研究，质量浓度高达10mg/mL的甲醇水溶液经处理后可降至0.03mg/mL一下。
（4） 共沸混合物的分离
膜蒸馏对某些共沸物也能起到分离效果。孔瑛等人研究了用膜蒸馏技术来分离甲酸-水共沸混合物的可能性，结果表明，采用膜蒸馏技术来分离甲酸-水溶液时不存在共沸现象，表明膜蒸馏在分离共沸物方面具有潜在的应用价值。

⑼ 膜蒸馏的优点

蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，如萃取、过滤结晶等相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂，从而保证不会引入新的杂质。
膜蒸馏（md）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。
膜蒸馏技术有很多特点：
（1）膜蒸馏过程几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性；
（2）在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净，可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段；
（3）该过程可以处理极高浓度的水溶液，如果溶质是容易结晶的物质，可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程；
（4）膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式，并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性；
（5）在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源