渗透蒸发(pervaporation,PV)是在膜的渗透边侧形成真空,以膜的前后两侧的化学位差为推动力伴随着相变,由膜选择吸附及在膜中渗透速率不同而进行分离。
本质原因:料液中各组分在膜中的溶解度和扩散速度存在差异。
分离推动力:组分在膜两侧的蒸汽压差。分压差越大,推动力越大。尽可能提高膜两侧的蒸汽压差。
实现方法:提高膜上游蒸汽分压;降低膜下游的蒸汽分压。
(1)可分离近沸点、恒沸点的有机混合物
(2)有机溶剂中微量水的脱出、废水中少量有机物污染物的分离或水溶液中高价值的有机物的回收
(3)属于“清洁工艺”,本身具有污染少或零污染的优势,适合于食品,医药环保,领域
(1) 溶解一扩散一脱附的过程
(2) 渗透蒸发所用的膜是一种致密、无孔的高分子膜
(3) 组分在膜中的溶解度的差别越大,膜的选择性就越高
(4) 组分在蒸汽压的推动下,从膜的一侧迁移到另一侧
(5) 真空侧的液体组分在减压下全部气化
(6) 脱附过程对膜的选择性影响不大
(7) 渗透蒸发使混合物中含量较少的组分气化
(1)好的机械强度
(2)化学稳定性
(3)高的选择性
(4)透过性
a)按结构分:均质膜、非对称膜、复合膜
b)按基本分离体系分:优先透水膜、优先透有机物膜和有机物分离膜
c)膜材料:有机高分子膜、无机膜和有机/无极复合膜
d)膜形态:玻璃态膜、橡胶态膜和离子型聚合膜
亲水膜材料:
(1)聚乙烯醇
(2)聚丙烯酸
(3)聚丙烯腈
(4)壳聚糖类和高分子电解质
(5) 聚乙烯接枝丙烯酸
(6) 磺化聚乙烯等
亲油性膜材料:
(1)硅橡胶
(2)聚烯烃
(3)聚醚一酰胺
a)溶解度参数法
b)渗透物与膜间的作用力:偶极力,色散力,氢键及立体效应。
c)溶液中组分化学性质相似的成分:按分子尺寸大小分离
1)液体有机物脱水(乙醇脱水)
2)水中脱除有机物(酒中脱醇)
3)有机物/有机物分离
a .芳烃与脂肪族化合物分离(苯与环已烷)
b .不同脂肪族化合物的分离(异癸烷与环
已烷的分离)
c .直链烷烃与烯烃(戊烷与戊烯)
d . 从碳氢化合物中分离出含氯碳氢化合物
(环已烷与氯仿)
e . 异构体之间的分离
4)蒸汽渗透
造价高
更换费用贵
膜表面结垢