材质GPPS | 规格thisis规格mm |
特性不褪色 | 用途用途4857 |
形状波纹丝 | 品牌品牌3201 |
分子筛膜是一种可以实现分子筛分的新型膜材料,其具有与分子大小相当且均匀一致的孔径、离子交换性能、高温热稳定性能、优良的择形催化性能和易被改性以及具有多种不同的类型与不同结构可供选择,是理想的膜分离和膜催化材料。
分子筛膜的合成方法[2] 有原位水热合成法、晶种法、堵孔法、微波加热法、脉冲激光沉积法和电泳沉积法等,目前大部分研究集中在多孔载体如氧化铝、不锈钢等上采用原位水热合成法和晶种法合成分子筛膜。
原位水热合成法也称原位水热晶化法,这种方法是将载体放入分子筛合成母液中,在一定温度下利用晶化釜内水蒸气产生一定压力,使分子筛晶体在载体表面上生长成膜,这种合成方法较为简单,是目前广泛采用的一种方法。
晶种法又称二次生长法,是用物理方法如浸涂法、打磨法、超声波法等先在载体的表面形成一层分子筛晶种或膜,再把载体置于分子筛合成母液中,在一定的水热合成条件下晶化成膜。
堵孔法是将载体浸渍在分子筛合成母液中,利用抽真空的方法形成负压使母液进入载体孔道中,在一定的水热合成条件下,使分子筛晶体在载体孔道内生长。由于分子筛晶体生长在载体孔道内,因此,分子筛膜具有更好的机械强度和热稳定性。
有机溶剂广泛应用于石油化工、医l药、食品、环保、冶金及电子等工业领域,有机溶剂脱水是其生产和回收使用过程中的一个重要环节。对于有机溶剂与水形成的共沸物或近沸物,采用传统的精馏技术脱水存在能耗高、工艺复杂和效益低等缺点。naa分子筛膜蒸汽渗透脱水技术是一种新型膜分离技术,其通过有机溶剂与水在分子筛膜孔中吸附和扩散速率的差异实现分离。该过程不受热力学平衡的限制,特别适用于共沸、近沸混合物的分离,具有高l效、节能、环保等优点。然而,分子筛膜脱水技术的设备投资,以及对分离体系性质的特别要求,使其分离浓度范围受到限制。将精馏过程与蒸汽... 展开 有机溶剂广泛应用于石油化工、医l药、食品、环保、冶金及电子等工业领域,有机溶剂脱水是其生产和回收使用过程中的一个重要环节。对于有机溶剂与水形成的共沸物或近沸物,采用传统的精馏技术脱水存在能耗高、工艺复杂和效益低等缺点。naa分子筛膜蒸汽渗透脱水技术是一种新型膜分离技术,其通过有机溶剂与水在分子筛膜孔中吸附和扩散速率的差异实现分离。该过程不受热力学平衡的限制,特别适用于共沸、近沸混合物的分离,具有高l效、节能、环保等优点。然而,分子筛膜脱水技术的设备投资,以及对分离体系性质的特别要求,使其分离浓度范围受到限制。将精馏过程与蒸汽渗透耦合能够实现两者工艺的优势互补,降低整个脱水工艺流程的能耗与经济成本,对分子筛膜脱水技术推广应用至关重要。本文针对精馏与naa分子筛膜蒸汽渗透脱水耦合工艺,分别开展了耦合工艺用于乙醇脱水的实验研究,耦合工艺的模拟优化与经济成本评价并将工艺优化后的经济成本与传统工艺进行了比较。 论文首先开展了精馏-蒸汽渗透耦合工艺用于乙醇脱水的实验研究。以江苏九天高科技股份有限公司的精馏-蒸汽渗透耦合中试装置为平台,分别研究了进料含水量、回流比、塔顶产品采集量和含水量对流程的影响并考察了整个耦合工艺运行的稳定性。结果表明,在精馏塔进料流量为30 kg/hr,回流比为0.9的条件下,进料含水量从40 wt.%提升到80wt.%,塔顶产品的含水量从12 wt.%提升到28.6 wt.%,塔底产品的含水量从84.5 wt.%提升到99.6 wt.%。当精馏塔进料流量为42 kg/hr,采集量为18 kg/hr时,回流比从0.75增加至2.25,塔顶产品含水量从17.2 wt.%减小至10.4 wt.%;回流比从2.25增加至2.8,塔顶产品含水量从10.4 wt.%增加至14 wt.%。在塔顶产品流量为10 kg/hr的条件下,塔顶产品的含水量从11.7 wt.%提升到27.3 wt.%,渗透液的含水量从97 wt.%迅速提升到99.6wt.%并保持稳定,膜单元的通量从0.475 kg·m-2·h-1提升到2.1 kg·m-2·h-1。该套中试装置成功将含水量20 wt.%的工业乙醇溶媒脱水至0.5 wt.%以下,连续稳定运行12个小时。 其次,对精馏-蒸汽渗透耦合工艺过程进行了模拟优化,并对其经济性进行了系统分析。以年产1万吨无水乙醇的精馏-蒸汽渗透耦合工艺流程设计为对象,重点研究了原料预热温度、精馏塔操作压强、塔底和塔顶产品含水量以及成品含醇量对流程的影响。结果显示,在精馏塔塔压维持3.2 atm,塔底废水温度为121℃的条件下,原料预热温度为90℃时可以使工艺流程的经济成本达到***l低值。对于年产万吨级无水乙醇的精馏-蒸汽渗透耦合工艺,当塔底废水的含醇量由0.5 wt.%降到0.03 wt.%(国家排放标准)时,工艺流程的操作成本每年将提高57万元。为了提高成品市场竞争力,当成品含醇量由99.5 wt.%提高到99.97 wt.%时,工艺流程的总成本每年将提高140万元,其中膜单元的设备投资成本远高于膜单元的操作成本。耦合工艺中精馏塔操作压强值的选择对工艺流程的经济成本以及运行稳定性至关重要,假若naa分子筛膜价格为1万元/m2,塔内操作压强选择3~4 atm时可以使工艺流程的经济成本达到***l低值。精馏塔与蒸汽渗透单元的衔接物流含水量对精馏单元的操作能耗和蒸汽渗透单元的投资成本有着重要影响,结果显示,塔顶产品含水量在20 wt.%左右时可以使工艺流程的经济成本达到***l低值。
渗透汽化(渗透蒸发,pervaporation,简称pv)是一种以混合物中组分渗透压差为推动力,依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率差异来实现混合物分离的新型膜分离技术过程。
均相流体混合体系中各组分在物理化学性质上是存在差异的,各组份在膜中的热力学性质(溶解度)、动力学性质(扩散速度)存在着差异,导致渗透汽化膜对不同组分具有选择透过性,使得各组分得以分离。
渗透汽化膜将料液和渗透物分离为两股独立的物流,料液侧一般维持常压,渗透物侧则通过抽真空的方式维持较低的组分分压。在膜两侧组分分压差的推动下,料液中各组分扩散通过膜,并在 膜后侧汽化为渗透物蒸汽。由于料液中各组分的物理化学性质不同,它们在膜中的热力学性质(溶解 度)和动力学性质(扩散速度)存在差异,因而料液中各组分渗透通过膜的速度不同,易渗透组分在渗 透物蒸汽中的份额增加,难渗透组分在料液中的浓度则得以提高。
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