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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 工艺技术 » 膜技术 » 蒸汽渗透膜过程
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sugarcm

至尊木虫 (著名写手)

[交流] 蒸汽渗透膜过程

本人属膜外行，因课题需要，粗略的看了一下，蒸汽渗透膜过程。
好像所谓的蒸汽渗透膜过程使用时大都在室温或40度左右，不会特别高，又有一定压力，这样如何保证是所谓的蒸汽渗透呢，蒸汽渗透去除水的话，水蒸汽不就毛细管冷凝在孔道中了吗？
另问：蒸汽渗透是不是全部都是高分子聚合物膜？
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1楼2011-05-26 15:47:30
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

tomasyang

金虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
wanggch123(金币+2): 欢迎应助 2011-05-27 13:16:16
渗透汽化和蒸汽渗透膜材料现在主要是有机高分子材料，但是目前，分子筛膜材料异军突起，成为下一代渗透汽化和蒸汽渗透膜材料的主力军。并且在脱水分子筛膜材料方面，早在十年前日本三井造船株式会社就已经工业化。近年来，国内也有部分企业将其工业化。在有机高分子材料方面，依托清华大学的蓝景公司做的很好。
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7楼2011-05-27 12:53:51
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普通回帖

ljason

新虫 (文学泰斗)
★ ★ ★ ★
sugarcm(金币+1):谢谢参与
wanggch123(金币+3): 欢迎应助哇，写的很多 2011-05-26 17:48:44
wanggch123(TEPI+1): 认真帮助虫友，奖励一下。继续和楼主交流下，看看他还有啥问题没 2011-05-26 17:49:47
引用回帖:
Originally posted by sugarcm at 2011-05-26 15:47:30:
本人属膜外行，因课题需要，粗略的看了一下，蒸汽渗透膜过程。
好像所谓的蒸汽渗透膜过程使用时大都在室温或40度左右，不会特别高，又有一定压力，这样如何保证是所谓的蒸汽渗透呢，蒸汽渗透去除水的话，水蒸汽不 ...

呵呵，确实有点外行，不过大家慢慢交流学习嘛。

非常欢迎来工艺技术版进行交流。

渗透蒸发膜的操作温度从室温到80度都有涉及。你看的也太粗略了。基本的装置都没有看懂呢。你慢慢看哈，我多写点。

渗透蒸发（Pervaporation，简称PV）也称渗透汽化，是一种膜分离技术，也是目前膜分离研究领域的热点之一。其具体过程是：液体混合物流过膜的上游侧，在膜的下游侧抽真空、吹扫气体或造成温差使液体组分在膜的两侧形成化学位差，组分在化学位差的推动下透过膜，并以气相的形式从膜的下游侧逸出。由于膜与不同组分的相互作用大小不同以及组分本身性质上的差异，各组分在高分子膜中的溶解度和扩散速度不同，从而实现选择性分离。

一般采用溶解－扩散理论来解释渗透蒸发过程的传质机理，其传质过程可分为以下三步：(1)溶液中各组分溶解于膜的表面；(2)溶解于膜上游侧表面的组分在化学位差的作用下，以分子扩散的形式从膜上游侧向下游侧扩散；(3)在膜的下游侧，渗透组分在较低的蒸汽分压下蒸发。


渗透蒸发装置示意图：



1 电加热器 2 热电偶 3 料液罐 4 计量泵 5转子流量计6 膜室
7 渗透液收集管 8 液氮冷阱 9 干燥器 10 缓冲器 11 真空泵
流程我就不说了哈。祝好运。


关于用膜，可以分为无机膜和有机膜，以及杂化膜。所以，并不都是有机的。
搜索几篇综述看看就明白了。呵呵。。

[ Last edited by ljason on 2011-5-26 at 16:02 ]
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2楼2011-05-26 16:01:23
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wanggch123

荣誉版主 (文坛精英)
★
sugarcm(金币+1):谢谢参与
学习了
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3楼2011-05-26 17:50:13
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xilababy

木虫 (小有名气)
★
sugarcm(金币+1):谢谢参与
ljason: 呵呵，我们毕业论文里都是这一个，上面第一个图是我们课题组首先画出的。呵呵，欢迎常来。 2011-05-28 19:21:26
呵呵 你的图是从我师姐的论文里COPE的吧
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4楼2011-05-26 17:51:40
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me471084707

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★ ★ ★
sugarcm(金币+1):谢谢参与
wanggch123(金币+3): 这种学习精神很好啊 2011-05-26 21:01:26
膜技术方面我也是外行！所以就认真学习了一下ljason斑竹的分析过程，受益匪浅，在此多谢ljason斑竹的解答，由于太菜看完之后我还是不太懂，于是又在网上找了一些资料，终于明白一些了，在这里我补充一点，希望楼主也能够弄明白蒸汽渗透膜过程，共同学习，共同进步哈！

正如ljason斑竹所说：渗透汽化（也就是渗透蒸发）是一种利用液体中两种组分在膜中的溶解度与扩散系数的差别，通过渗透与蒸发，将两种组分进行分离的过程．在渗透汽化技术的日渐发展和工业应用的基础上，一种介于渗透汽化和气体膜分离间的技术得到迅猛发展——蒸汽渗透技术(vaporpermeation简称VP)．
蒸汽渗透技术是在渗透汽化技术基础上发展起来的一种气相脱水膜分离技术，它是以蒸汽进料，在混合物中各组分蒸气分压差的推动下，利用各组分在膜内溶解和扩散性能的差异以实现混合物分离。
蒸汽渗透技术应用于近沸点、恒沸点以及同分异构体的分离有其独特的优势，其示意图如下图所示：


[ Last edited by me471084707 on 2011-5-26 at 19:05 ]
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5楼2011-05-26 19:02:51
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mlnjut

铜虫 (知名作家)
★ ★
sugarcm(金币+1):谢谢参与
wanggch123(金币+1): 呵呵，欢迎指导 2011-05-26 21:00:33
溶解扩散嘛。。。看看我上传的几本书。。差不多就明白是什么了。。。可以追踪下国外的MTR。。GKSS。。。会学到最新的。。一般用高分子复合膜。。。。两层或多层的比较多
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6楼2011-05-26 19:25:45
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tcmtang2001

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
ljason(金币+1): 鼓励交流，欢迎常来工艺技术版 2011-08-30 23:03:45
先表示谢意！
希望更多人参与！
还有的疑问：通过膜的过程是溶解扩散吗？如果是，分子溶解在聚合物中时候，还是以分子形式扩散到膜下游吗？
不清楚高分子聚合物膜是不是没有孔是完全致密的？看图示是致密的。

还有一个另外的问题，谁会比较详细的计算凯尔文公式，我还想知道50nm孔径的膜在多少温度以上可以排除毛细管冷凝现象

[ Last edited by tcmtang2001 on 2011-5-28 at 17:24 ]
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8楼2011-05-28 17:14:39
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tomasyang

金虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
mlnjut(金币+2): 欢迎交流~~~ 2011-06-06 14:15:37
引用回帖:
Originally posted by tcmtang2001 at 2011-05-28 17:14:39:
先表示谢意！
希望更多人参与！
还有的疑问：通过膜的过程是溶解扩散吗？如果是，分子溶解在聚合物中时候，还是以分子形式扩散到膜下游吗？
不清楚高分子聚合物膜是不是没有孔是完全致密的？看图示是致密的。
...

溶解-扩散模型是描述渗透汽化分离过程传质机理使用最普遍的一种模型。按此模型，渗透蒸发中料液侧组分通过膜的传递可分成三步：
I、液体混合物在膜表面选择性吸附，该步骤与分离组分和膜材料的热力学性质有关，属于热力学过程；
II、溶解于膜内的组分在膜内的扩散，涉及到速率问题，属动力学过程；
III、渗透组分在膜下游的汽化。

其实应该还是以分子扩散形式通过膜
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9楼2011-06-06 12:43:03
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sugarcm

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by tomasyang at 2011-05-27 12:53:51:
渗透汽化和蒸汽渗透膜材料现在主要是有机高分子材料，但是目前，分子筛膜材料异军突起，成为下一代渗透汽化和蒸汽渗透膜材料的主力军。并且在脱水分子筛膜材料方面，早在十年前日本三井造船株式会社就已经工业化。 ...

请问蒸汽在无机膜中高温渗透规律和一般非凝聚性气体有区别吗？是不是也可以用努森扩散、表面扩散、粘性流扩散、分子筛分等来解释？也就是说和渗透汽化原理差距甚远？
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10楼2011-07-26 09:24:57
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mlnjut

铜虫 (知名作家)
★
ljason(金币+1): 辛苦了哈。哈哈 2011-08-30 23:04:26
帖子真精彩!
已经收录到淘贴专辑《膜技术》
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11楼2011-08-30 17:26:09
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李静蕾

金虫 (初入文坛)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
ljason(金币+1): 哦和，膜分离方向吗？ 2011-09-02 13:17:17
引用回帖:
7楼: Originally posted by tomasyang at 2011-05-27 12:53:51:
渗透汽化和蒸汽渗透膜材料现在主要是有机高分子材料，但是目前，分子筛膜材料异军突起，成为下一代渗透汽化和蒸汽渗透膜材料的主力军。并且在脱水分子筛膜材料方面，早在十年前日本三井造船株式会社就已经工业化。 ...

说的相当正确，只是目前国内分子筛膜尚未工业化。高校里研究分子筛膜的也少之又少，较有名气的也属天大和大连理工。
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12楼2011-08-31 08:16:25
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tomasyang

金虫 (小有名气)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
ljason(金币+2): 工作了吗？ 2011-09-02 13:17:50
引用回帖:
12楼: Originally posted by 李静蕾 at 2011-08-31 08:16:25:
说的相当正确，只是目前国内分子筛膜尚未工业化。高校里研究分子筛膜的也少之又少，较有名气的也属天大和大连理工。

LTA型分子筛膜南京九思高科技有限公司和北京鸿智嘉和科技有限公司已经实现工业化，并且大化所也已经可以大规模制备LTA型分子筛膜。
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13楼2011-08-31 19:05:54
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ding2000

木虫 (小有名气)
楼上说对了
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14楼2012-03-08 21:38:01
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abc5240254

铜虫 (小有名气)
学习了！飘过~~~~
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15楼2012-03-31 16:43:54
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黄河第一桥

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
mjlyxm: 金币-5, 屏蔽内容, 违规存档, 请仔细阅读版规http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=1563503，本版不允许广告贴，而且您的广告帖已经不是第一次了，因此扣除金币作为惩罚，谢谢合作~~O(∩_∩)O~ 2012-04-10 10:51:21
本帖内容被屏蔽
16楼2012-04-09 17:18:28
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07206030144

新虫 (初入文坛)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
zyz666888: 金币+1, 鼓励一下新人，感谢参与最近帖子的活动，欢迎常来！ 2013-03-02 20:56:40
引用回帖:
347728楼: Originally posted by me471084707 at 2011-05-26 19:02:51
膜技术方面我也是外行！所以就认真学习了一下ljason斑竹的分析过程，受益匪浅，在此多谢ljason斑竹的解答，由于太菜看完之后我还是不太懂，于是又在网上找了一些资料，终于明白一些了，在这里我补充一点，希望楼主也 ...

弱弱的问一下  无机膜分离冷凝性气体时，什时候能发生毛细管冷凝啊？我做的希望气体在膜分离过程中是毛细冷凝机理，但不知道怎么判断是否发生了或怎么样去促使其发生毛细冷凝呢？
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19楼2013-03-02 10:16:32
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obsess

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
scu2020: 金币+1, 感谢应助，常来工艺技术版 2013-04-08 09:13:06
引用回帖:
12楼: Originally posted by 李静蕾 at 2011-08-31 08:16:25
说的相当正确，只是目前国内分子筛膜尚未工业化。高校里研究分子筛膜的也少之又少，较有名气的也属天大和大连理工。...

分子筛膜已经工业化了哦，查查看文献资料呢，要追踪最新信息哦！
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20楼2013-04-07 21:42:18
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青石KL

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
其实我觉得你很很会问问题！
下面这段话是我抄的：“在毛细管中蒸汽因冷凝而成为液体，即称为毛细管冷凝。在毛细管中的水比与其处于同一温度条件下的水平面的蒸汽压小。关于这种毛细管内蒸汽压降低的定律有Thomson定律。”
所谓毛细管冷凝，①确定是否冷凝？我就以单纯的水蒸气毛细管冷凝为例。借别人一个图（图1）啊！左侧为40℃的水，其饱和蒸汽压为7.38kPa。蒸汽要通过膜，必须要有推动力，同样蒸汽冷凝也需要推动力。假设靠近左侧溶液的膜表面温度为40℃，靠近右侧溶液的膜表面温度为20℃（此时水的饱和蒸汽压为2.3346kPa)，如果膜内温度线性降低（从40℃到20℃），我们就可以得到：蒸汽从进入膜的那一刻就开始冷凝（因为膜内的温度低于40℃，其饱和蒸汽压也低于7.38kPa）。②那什么时候就停止冷凝呢？当液滴充满整个毛细管（膜径，50nm），此时推动冷凝液的力来自于毛细管力（将冷凝液推到膜右侧）。
因为毛细管冷凝本来就是渗透汽化的一个传质机理，所以你不需要将溶解—扩散弄到一起。毛细管冷凝机理主要参数是蒸汽温度变化（在膜内）以及冷凝液表面张力（毛细管力）。
我给你一篇文章，你在看一下。再探讨！

1.gif
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    本内容由用户自主发布，如果其内容涉及到知识产权问题，其责任在于用户本人，如对版权有异议，请联系邮箱：xiaomuchong@tal.com
  • 附件 1 : 多孔陶瓷膜毛细管冷凝分离传质模型_李韡.pdf
    • 2013-04-08 11:05:56, 2.44 M
21楼2013-04-08 11:06:03
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青石KL

木虫 (正式写手)
其实我觉得你很很会问问题！
下面这段话是我抄的：“在毛细管中蒸汽因冷凝而成为液体，即称为毛细管冷凝。在毛细管中的水比与其处于同一温度条件下的水平面的蒸汽压小。关于这种毛细管内蒸汽压降低的定律有Thomson定律。”
所谓毛细管冷凝，①确定是否冷凝？我就以单纯的水蒸气毛细管冷凝为例。借别人一个图（图1）啊！左侧为40℃的水，其饱和蒸汽压为7.38kPa。蒸汽要通过膜，必须要有推动力，同样蒸汽冷凝也需要推动力。假设靠近左侧溶液的膜表面温度为40℃，靠近右侧溶液的膜表面温度为20℃（此时水的饱和蒸汽压为2.3346kPa)，如果膜内温度线性降低（从40℃到20℃），我们就可以得到：蒸汽从进入膜的那一刻就开始冷凝（因为膜内的温度低于40℃，其饱和蒸汽压也低于7.38kPa）。②那什么时候就停止冷凝呢？当液滴充满整个毛细管（膜径，50nm），此时推动冷凝液的力来自于毛细管力（将冷凝液推到膜右侧）。
因为毛细管冷凝本来就是渗透汽化的一个传质机理，所以你不需要将溶解—扩散弄到一起。毛细管冷凝机理主要参数是蒸汽温度变化（在膜内）以及冷凝液表面张力（毛细管力）。
我给你一篇文章，你在看一下。再探讨！
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  • 附件 1 : 多孔陶瓷膜毛细管冷凝分离传质模型_李韡.pdf
    • 2013-04-08 11:06:49, 2.44 M
22楼2013-04-08 11:07:09
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黄双蕾_环科

金虫 (小有名气)
学习
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23楼2013-09-25 19:47:56
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兰陵笑生5292

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
8楼: Originally posted by tcmtang2001 at 2011-05-28 17:14:39
先表示谢意！
希望更多人参与！
还有的疑问：通过膜的过程是溶解扩散吗？如果是，分子溶解在聚合物中时候，还是以分子形式扩散到膜下游吗？
不清楚高分子聚合物膜是不是没有孔是完全致密的？看图示是致密的。

...

关于透过膜的过程有好几种机理，溶解扩散只是其中比较认可的一种解释
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24楼2013-09-26 10:02:58
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nyxandy

木虫 (小有名气)
★
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引用回帖:
12楼: Originally posted by 李静蕾 at 2011-08-31 08:16:25
说的相当正确，只是目前国内分子筛膜尚未工业化。高校里研究分子筛膜的也少之又少，较有名气的也属天大和大连理工。...

南京工业大学膜科学技术研究所的顾学红教授团队自2007年起专门做分子筛膜的工业化，成立了江苏九天高科技股份有限公司（从南京九思高科技有限公司独立出来），从08年起已经建立了几十套的分子筛膜工业装置，从几百吨到几万吨规模的都有。
你可以上他们的网站看一下：www.9t-tech.com
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25楼2013-10-16 11:47:47
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891011LFJ17楼
2012-06-11 22:52   回复  
nwxjh: , 请勿重复发表与主题无关的帖子，谢谢O(∩_∩)O~ 2012-06-12 08:27:01
891011LFJ18楼
2012-06-11 22:53   回复  
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