渗透气化法根据溶质间透过的相互作用决定溶质的渗透速度,根据相似相溶的原理,疏水性较大的溶质易溶于疏水膜,因此渗透速度高,在透过一侧得到浓缩。渗透气化的原理示于图。疏水膜的一侧通入料液,另一侧(透过侧)抽真空(图4.5)或通入惰性气体,使膜两侧产生溶质分压差.在分压差的作用下,料液中的溶质于膜内,扩散通过膜,在透过侧发生气化,气化的溶质被装置外设置的冷凝器回收。渗透气化过程中溶质发生相变,透过侧溶质以气体状态存在,因此xc了渗透压的作用,从而使渗透气在较低的压力下进行,适于高浓度混合物的分离。渗透气法利用溶质之间膜透过性的差别,特别适用于共沸物和挥发度相相差较小的双组分溶液的分离。例如,利用渗透气化法溶缩乙醇。因此,渗透气化又称膜蒸渗透气化又称膜蒸馏。渗透汽化可经济地用于较宽的领域, 但浓度范围有一定限制, 如料液中要脱除者在100ppm以下, 用活性炭吸附可能较便宜;同样, 若大于5%~10%,则精馏, 吹除等法可能仍较渗透汽化为便宜, 而中间区域100ppm~5%之间,渗透汽化法较有优势, 可有不少重要的用途。当前渗透气化主要有三方面应用,即溶剂脱水, 水的纯化以及有机物一有机物的分离。, 其它方面的应用正在不断开发, 特别是有机物/有机物的分离列为膜分离中重要研究课题的重要一项, 也是因为它能替或部分替精馏。精馏为重要的操作单元, 但也是高能耗操作单元, 据美国能源部统计报导,美国化学工业和石油炼制工业中的28%能耗为精馏所用, 认为如果用渗透汽化技术, 只要能节约10%就非常可观了。
渗透汽化技术最主要的工业化应用, 也是科研中感兴趣的领域,但还有一系列需进一步解决的问题, 主要是:GFT膜虽已工业化应用, 现已有几种牌号, 其分离选择性好, 而渗透通量还需进一步提高,其它类型的膜也在不断开发, 从而提高其分离性能, 减少过程所需膜面积, 降低其组件的造价, 如等离子体膜, 渗透通量提高2倍-3倍;渗透汽化过程的传热, 传质问题, 在板框式组件中有所揭示, 在组件设计和针对新的膜性能, 还要进一步改善。现有的不锈钢板框式组件虽耐酸、耐碱、耐温、耐压, 但造价太贵。若用中空纤维或卷式组件, 造价将减少, 但也有不少困难如封接、汽化空间等问题, 需进一步研究。渗透汽化用于水中脱除有l机杂质在工业规模作了一定的研究, 其应用和过程开发为一前沿的科研领域, 主要应用于污染的控制,有l机溶剂回收和杂质含量的降低, 在食品、香料工业、废水中回收色香味也是可行的。当前所用的膜对疏水性有l机溶剂有相当高的选择性, 但对亲水性的甲醇、乙醇、甲酸、乙酸等还不够适宜, 急需开发这类选择性好的膜。能分离有l机溶剂混合物是可以节能最显著, 应用最广的领域, 特别是恒沸, 近沸体系的分离。要研究开发适用的膜和组件外, 还需研究其与精馏等体系的集成过程的优化设计和优化操作。这类分离过程的工业化, 只要有一、二个体系小规模的成功, 就可进一步拓宽到经济性显著的领域, 前景可观。
武汉智宏思博化工科技有限公司是一家从事渗透汽化膜分离的{gjj}高新技术企业、透水膜国标制定单位、获国家“863”项目、国家支撑计划支持,公司注册资金1000万,本公司由原全国吸附协会秘书长、享受特殊津贴王金渠教授担任技术顾问,由大连理工大学吸附与无机膜研究所提供技术支撑,由从事渗透汽化工程应用十多年的周志辉博士团队负责技术研发。公司获得2012年“湖北省科技进步二等奖”和2014年“省级科技进步三等奖”、、申请及授权国家发明专利40项、2015年参与透水膜国家标准制定、2016年获得武汉市第二批城市合伙人和2016年武汉市黄鹤英才创新项目,本司已形成国家千人计划、教授和博士的研发团队,已发展成为分子筛渗透汽化无机膜脱水领域研究、应用和fu务的领军企业。
本公司针对不同应用行业的特点,进行膜材料设计和工艺过程设计,更具专业化和实用化;公司技术中心和技术合作单位建有完善的膜表征和应用评价系统,有XRD、BET、SEM、孔径分布测定仪、ICP、TOC、IR、HLPC、GC等系列检测和分析手段;拥有丰富的膜工程实践经验,多个领域的应用实例,不管在rh时候,遇到rh问题,我们公司都有相关专家带队进行解决与技术支持,使企业没有后顾之忧。