3.北京化工大学膜分离实验室介绍.
膜分离介绍
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膜分离过程的 现状与发展趋势[2]
如图：
各种膜及装置的 销售状况分为价 格趋于稳定的低 速增长区和使用 趋于可靠的高速 增长区。
研究状况分为基 础研究、过程开 发和过程优化。
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8.1 概述
膜分离单元操作的目的与原理
目的：分离流体混合物 基本原理：固体膜对混合物各组分的选择性渗透。 推动力：—压力差
膜蒸馏是在常压和低于溶液沸点的温 度下进行的。 膜蒸馏所用膜必须是疏水性微孔膜， 如聚四氟乙烯
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膜蒸馏的优点
①截留率高(若膜不被润湿，可达100 ％)；
②操作温度比传统的蒸馏操作低得多， 可有效利用低热、工业废水余热等廉 价能源，降低能耗；
③操作压力较其它膜分离低；
④能够处理反渗透等不能处理的高浓 度废水。
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渗透汽化传质机理
渗透汽化与其它膜分离的最 大不同是它在渗透过程中发 生由液相到气相的相变化。 它的分离机制分三步：溶解扩散模型 1）被分离的液相物质在膜 表面被选择性地吸附并溶解； 2）以扩散形式在膜内渗透； 3）在膜的另一侧变成气相 脱附。
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7、膜蒸馏[3]
膜精馏是膜分离与蒸发结合的分离 过程；是以疏水性微孔膜两侧蒸汽 压差为传质推动力的膜分离过程。
20c60s，Loeb和Saurirajan研制成功第一张非对 称醋酸纤维素反渗透膜，海水淡化成为现实；
20c60~80s开发的超滤、气体分离等也进入工业 应用；
20c80~90s建成无水酒精渗透汽化装置，现已大 规模用于有机物的脱水；
20c90s以来，被称为膜接触器的膜萃取、膜吸
北京化工大学化工原理实验报告
北京化工大学化工原理实验报告北京化工大学化工原理实验报告一、引言化工原理实验是化工专业学生进行实践操作的一项重要课程。
通过实验操作，学生能够更好地理解化学原理，并将理论知识应用于实际操作中。
本文将对北京化工大学化工原理实验进行报告，介绍实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果及分析，并提出改进意见。
二、实验目的本次实验的目的是通过对硫酸铜溶液的稀释实验，了解溶液的稀释计算方法，并掌握实验操作技巧。
三、实验原理稀释是指将一定浓度的溶液通过加入适量溶剂使其体积增加，从而降低溶液的浓度。
稀释液的浓度可以通过以下公式计算：C1V1 = C2V2其中，C1为初始溶液的浓度，V1为初始溶液的体积，C2为稀释液的浓度，V2为稀释液的体积。
四、实验步骤1. 准备实验所需材料：硫酸铜溶液、蒸馏水、容量瓶、移液管等。
2. 根据实验要求，选择适当的硫酸铜溶液浓度和体积。
3. 使用容量瓶将硫酸铜溶液倒入，注意不要溅出。
4. 使用移液管加入适量的蒸馏水，使溶液体积增加。
5. 轻轻摇晃容量瓶，使溶液充分混合。
6. 使用滴定管将稀释后的溶液取出，进行后续实验操作。
五、实验结果及分析通过实验操作，我们成功地将硫酸铜溶液稀释至目标浓度。
根据实验原理中的稀释公式，我们可以计算出实际稀释液的浓度。
实验结果表明，实际稀释液的浓度与理论计算值相近，证明了实验操作的准确性。
六、改进意见尽管本次实验取得了较好的结果，但仍有一些改进之处。
首先，实验操作中需要注意溶液的倒入和混合过程，以免溅出或混合不均匀。
其次，实验中的测量仪器可以进一步优化，以提高测量的准确性。
最后，实验报告的撰写可以更加详细和清晰，以方便他人理解和参考。
七、结论通过本次化工原理实验，我们成功地进行了硫酸铜溶液的稀释操作，并计算出了实际稀释液的浓度。
实验结果表明，实验操作的准确性较高，但仍有一些改进之处。
通过实践操作，我们进一步巩固了化学原理的理论知识，并提高了实验操作的技巧。
北京化工大学研究领域简介：实验室简介
纳米复合材料；组合摩擦复合材料；模压成型复合材料。 3、高分子材料加工工程研究室
聚合物加工流变学在线测定；挤出成型 （吹膜，流延，管材，中空， 片材，电线）；注射成型；共混改性（双螺杆，密炼机，开炼机）；纳米 材料改性、工程塑料改性研究；可降解塑料、导电及抗静电塑料；多层 共挤出薄膜；功能薄膜；无卤阻燃材料；聚合物基介质材料。 4、有机材料表面工程研究室
6、挤出成型研究室 高聚物精密挤出机理及装备。
7、新材料及装备研究室 木塑复合材料及制品；超高分子量制品。
8、塑料成型研究室 发泡成型技术及设备开发；三螺杆挤出成型技术装备；系列化双螺
杆挤出机开发；复合共挤出技术及设备；熔体泵设计及系统开发。 9、可视化及共混改性研究室
聚合物加工工艺及设备研究；聚合物共混物加工设备及加工工艺。 10、特种流体装备技术开发中心
新型分子筛催化剂的研究、开发和工业应用；新型催化材料的研究、 开发和工业应用；绿色精细化工技术；反应/分离、反应/反应和反应/ 传热耦合技术；结构化催化剂与反应器技术；特殊物料蒸馏过程的强化。 4、分子设计与模拟研究领域
纳米多孔材料吸附特性的实验与分子模拟；离子液体分子立场的开 发；纳米金属簇的分子模拟设计与实验制备；聚合物流体在基质表面以 及限定空间内的自组装；表面活性剂在油水界面的吸附及自组装；纳米 储氢材料的设计与优化。 5、过程模拟与调优研究领域
计算量子化学；材料量子化学；应用量子化学；非线性化学；非线 性生物学；非线性动力学；系统生物学。
生命科学与技术学院
1、生物工程与技术 酶工程与基因工程；生物能源；生物基化学品与生物材料；药物化
膜分离技术在酒类生产中的应用概述
酒度 通常有 两种 表示方 法 ：
（）以体积分数表示酒 中的酒精百分含量， １ 也称 为标准酒度 ， 是指在 ２ ０℃条件下， １０ｍ 酒 中含 每 ０ Ｌ 有纯酒精的毫升数 ． 各种酒中都含有酒精 ， 酒精的化 学名称是乙醇， 分子式是 ＣＨ Ｏ ． ２ ｓ Ｈ 白酒、 黄酒 、 葡萄酒 等均以此法表示 ， 例如二锅头酒 的酒度为 ５ ％， ２ 即表 示每 １０ｍ ０ Ｌ二锅头酒中含有 ５ Ｌ纯酒精、 ２ｍ （）以质量分数表示酒 度， ２ 例如啤酒 的酒度就 是 以此法表示 的． 啤酒的度数不表示 乙醇的含量 ， 而 是表示啤酒的生产原料 ， 也就是麦芽汁的含量 ， 即每 １０ｇ啤酒 中含有麦芽汁 的克数． ０ 麦芽汁 中的浸 出 物是多种成分的混合物 ， 以麦芽糖为主 ， 的酒精 啤酒 是由麦芽糖转化而来 的． 由此可知 ， 其酒精度低于其
２ １ 无醇 啤酒 ． 啤酒 是现 在世 界 上最 为 普及 的酒 饮料 ， 它是 用 大 麦及 啤酒花 为主要 原 料 ， 以大 米或 玉 米 为辅 助 原 料， 经酵母 发酵 而制 成 的一 种 含 有充 足 的二 氧化碳
度酒（８ ３ ％～５ ％）低度酒（８ ０ 、 ３ ％以下 ） ．
来， 这种最古老的饮料却正在被一种新兴 的高技术 所 改造 ， 就是 膜技术 ． 这 本文 概述 了有 关酒 的一些基 本知识 ’ ， ３ 以及用膜分离技术革新造酒业 的一些 Ｊ
有趣 情况 【＿ ８． Ｊ
者夏朝以前就存在了， 这一点 已被大量考古发现所
证实 ． 多数学者认为酒最早是天然产物 ， 即人类不是 发 明了酒 ， 而是发 现 了酒 ． 酒的主要成分是酒精 ， 许多物质可 以通过多种 方式转变成酒精 ． 谷物 中的淀粉在 自然界存在 的微
4.北京化工大学传质中心李群生
连续多级逆流分布结晶
W F
C
L
连续多级逆 流分步结晶过 程即是晶体与 回流液连续逆 流接触，通过 相变化和利用 萃取洗涤等作 用将物料分离 提纯。
1
2
C
L
P
工业化成果
高效导向筛板
是本中心在对包括筛板塔板在内的各种塔板进行深入细致研究的基础上，研 究开发的一种新型高效塔板。目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化 工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等，所应用的物系包括甲醇－ 水（原料中还会有粘性树脂和发泡剂等杂质）、乙醇－水（发酵醪制乙醇）、醋 酸－醋酸乙烯、醋酸甲酯－醋酸乙烯－水、乙炔－乙醛－醋酸乙烯、聚醋酸乙烯 －醋酸乙烯－甲醇、乙苯－苯乙烯、邻硝基氯苯－对硝基氯苯、香叶醇分离、重 水分离等等。高效导向筛板已推广应用了数百座精馏、吸收塔，多次获省部级科 技进步奖。 应用实例 高粘度物料精馏的技术改造 江西化纤化工集团有限公司采用导向筛板对聚合一塔进行技术改造。
组 织 机 构
北京化工大学传质与分离工 程研究中心隶属北京化工大学。 是北化重要的科研基地之一。
研 究 团 队
本中心主要由从事化工分离工程工作多年的技术人员和著名教授组成，该 团队具有丰富的理论知识和大量的实践经验。主要成员：李群生 李群生简介：主要从事传质与分离工程领域的理论与 实验研究和工业应用工作，包括精馏、超临界流体萃 取、连续结晶等方向，完成纵向、横向科研项目40成果5项（第一完成人），其中1项被专家 鉴定为达到了“国际领先水平”，两项被鉴定为“国 内领先，国际先进水平”；获得国家科技进步二等奖 1 项，省部级科技进步一等奖 2 项，二等奖 2 项（第一 获奖人）；申请国家专利8项，其中获得授权3项。
高效规整填料
我中心开发的BH型高效规整填料填料,应用的物系有甲醇－水、乙醇－水、 NaOH水溶液脱硫磷、醋酸乙烯－醋酸甲酯分离、醋酸-醋酸乙烯分离、乙醛－醋 酸乙烯分离、乙苯－苯乙烯分离、硝基氯苯同分异物体分离等等。 应用实例 醋酸甲酯的精馏 在云南云维股份有限公司进行的醋酸甲酯精馏项目开发中，我们采用本校研 究开发成功的高效填料，研究设计了醋酸甲酯精制塔精馏塔，达到了醋酸甲酯产 品纯度≥99％以上的指标。
咸水层CO2地质封存泄漏监测的示踪剂优选
温室气体排放导致的全球气候变暖对人类生存和发展的影响日益显著，依靠低碳经济化解危机、寻求可持续发展已是全球共识[1]。
CO2捕获和封存（CCS）技术是目前CO2减排切实可行的方法[2,3]。
CO2封存技术是通过管道将分离后得到的高纯度CO2气体注入到地质储层，利用地质结构的气密性来永久封存CO2，在一定程度上达到减排效果，从而减缓温室效应对全球气候和环境的不利影响[4,5]。
神华10×104t/a CCS作为我国第一个咸水层CO2封存全流程CCS项目，对CO2进行监测是确保项目安咸水层CO2地质封存泄漏监测的示踪剂优选金显杭1,2，方佳伟1，王永胜3，冯良兴2，刘昕2，张卫东1*（1.北京化工大学膜分离过程与技术北京市重点实验室，北京100029；2.西南化工研究设计院有限公司，四川成都610225；3.中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古鄂尔多斯017209）摘要：碳捕集与封存（CCS）是大规模减少温室气体排放最经济、可行的方法。
在CO2地质封存过程中，由于地质原因造成的封存泄漏会对人体健康、生态环境带来巨大的危害和影响，因此亟需寻求一种对CO2封存的安全性进行持续监测的方法。
本文针对我国第一个咸水层CO2封存全流程CCS项目—神华10×104t/a CCS，基于鄂尔多斯盆地CO2封存的地质条件，通过对各示踪剂的稳定性、安全性和经济可行性的比较分析，建立了一种用于监测咸水层CO2地质封存泄漏的气体示踪剂优选标准，优选出化学性质稳定、环境背景值低的六氟化硫（SF6）作为鄂尔多斯盆地CO2地质封存的气体示踪剂，并考察了SF6鄄CO2体系在咸水层和空气中的吸附扩散行为。
结果表明，SF6具有咸水层吸附量少，示踪配伍性好的特点，可作为神华CCS项目的CO2封存泄漏监测的一种气体示踪剂。
关键词：二氧化碳；地质封存；泄漏监测；气体示踪剂；六氟化硫；配伍性中图分类号：X799文献标志码：A文章编号：1001鄄9219（2020）05鄄72鄄05Screening gas tracers for leakage monitoring of CO2geological storage in saline aquiferJIN Xian鄄hang1,2,FANG Jia鄄wei1,WANG Yong鄄sheng3,FENG Liang鄄xing2,LIU Xin2,ZHANG Wei鄄dong1(1.Beijing Key Laboratory of Membrane Science and Technology,Beijing University of Chemical Technology,Beijing100029,China;2.Southwest Institute of Chemical Co.,Ltd.,Chengdu610225,China;3.Ordos Coal to Liquid Branch,China Shenhua Coal to Liquidand Chemical Co.,Ltd.,Ordos017209,China)Abstract:Carbon capture and storage(CCS)is the most economical and feasible way to reduce greenhouse gas emissions on a large scale.In the process of CO2geological storage,the leakage of stored CO2caused by geological reasons will bring great harm and impact on human health and ecological environment,so it is necessary to find a method to continuously monitor the safety of CO2 storage.In this paper,based on the geological conditions of CO2storage in Ordos Basin,which was the storage site of the Shenhua 100kt/a CCS project,the first full process CCS project for storing CO2in saline aquifer in China,through the comparative analysis of the stability,safety and economic feasibility of various tracers,a gas tracer optimization standard for monitoring the leakage of CO2 geological storage in saline aquifer is established.SF6with stable chemical property and low environmental background value is selected as the gas tracer of CO2geological storage,and the diffusion behaviors of SF6鄄CO2system in saline aquifer and air are investigated.The results show that SF6has the characteristics of less adsorption capacity and good tracer compatibility,and is suitable for monitoring CO2leakage in geological storage in the Shenhua CCS project.Keywords:carbon dioxide;geological storage;leakage monitoring;gas tracer;SF6;compatibility收稿日期：2020鄄04鄄22；基金项目：国家能源应用技术研究及工程示范项目（SHGS鄄KJ鄄CO鄄2012鄄12）；北京市自然科学基金（3121003）；四川省科技计划项目（2020YJ0488）；作者简介：金显杭（1990鄄），男，博士，工程师，Email:jinxhmembr@163.com；*通讯作者：张卫东，男，教授，博士生导师，Email:*****************全性的关键。
其它课程-膜分离概述
膜分离概述膜分离概述王华芳080144215 09化工1班摘要膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。
膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。
分离膜因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程，特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。
关键词膜分离技术微膜超膜纳膜反渗透膜广泛应用前景膜分离简史膜在大自然中，特别是在生物体内是广泛存在的，但我们人类对它的认识、利用、模拟直至现在人工合成的历史过程却是漫长而曲折的。
我国膜科学技术的发展开始于1958年研究离子交换膜。
60年代进入开创阶段。
1965年着手反渗透的探索，1967年开始的全国海水淡化会战，大大促进了我国膜科技的发展。
70年代进入开发阶段。
这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入了推广应用阶段。
80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。
随着我国膜科学技术的发展，相应的学术、技术团体也相继成立。
她们的成立为规范膜的行业标准、促进有关于膜行业的发展起着举足轻重的作用。
半个世纪以来，膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变，成为一项高效节能的新型分离技术。
1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程应用在工业上。
由于膜分离技术本身具有的优越性能，所以膜过程现在已经得到世界各国的普遍重视。
在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天，产业界和科技界视膜过程为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。
【北京化工大学】化工原理实验01-实验绪论
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脂肪和油
石灰与水泥
化
学
工
冶金和金属制品
程
系统工程 计算机
数学 社会学
热力学
力学
生命科学
物理
化学
经济
一、实验课程内容
1、绪论及演示实验 2、阻力实验 3、离心泵性能实验 4、传热膜系数实验 5、精馏实验 6、氧解吸实验
流体阻力实验装置
离心泵实验装置
传热实验装置
精馏实验装置
氧解吸实验装置
流化干燥实验装置
数据如何整理 得到什么结果（与公认值比较）
三、如何做好实验
如何写结论与分析（建议）
要对实验数据与图线的规律“逐一”予以描述 并作合理解释
要对实验数据中的不合理点，予以合理解释或 删除
做误差分析 在工程观点、方法上的收获和体会 提出建议是欢迎的
标题
北京化工大学
Beijing University of Che验目的
运用基本理论,在方法论指导 下,为工程规模单元过程及设备 设计提供依据. 着重“三个”能力训练
1、基本理论与实践结合 2、手动与自动操作结合 3、计算分析与撰写报告
二、实验目的
学会
● 运用一个基本理论 ● 借助一个基本方法(论) ● 掌握一个或几个基本技能 ● 做好一个实验 ● 写好一份报告
北京化工大学
Beijing University of Chemical Technology
化工原理实验
化肥和农用化学品 油漆、清漆、颜料和配料产品
肥皂、甘油、清洁剂
药物和化妆品
橡胶制品
化学品 人造纤维
塑料材料、合成树脂
石油化工与煤产品 石材、粘土、玻璃和陶瓷 木材、纸浆、纸和木板 爆炸物与军火 食品与饮料 皮革上色与涂饰
膜分离技术在化工生产中的应用
膜分离技术在化工生产中的应用膜分离技术是一种在化工生产过程中被广泛应用的分离技术。
通过使用特殊的半透膜，将物质分离成不同的组分，达到纯化、回收或分离的目的。
近年来，膜分离技术的应用领域不断拓展，逐渐成为化工生产的重要组成部分。
本文将介绍膜分离技术在化工领域的应用及其优势。
一、膜分离技术在化工生产中的应用1、膜分离在离子交换中的应用离子交换膜是一种特殊的膜，能够在化学反应中发挥非常关键的作用。
在化工生产中，离子交换膜被应用于流体处理、水净化和离子分离等领域。
以离子交换膜为例，用于电解水制氢、电解水制氧等反应，通过离子交换膜分离阴阳离子，分离出高纯度的氢气和氧气，不仅纯度高，而且节约了大量的水资源，提高了反应的效率和经济性。
2、膜分离在纯化中的应用化工生产中常常需要进行纯化处理，以获得更高的产品质量和更好的处理效果。
膜分离技术在化工生产中的纯化领域得到了广泛的应用。
具体而言，可以将含有杂质的溶液经过膜的过滤和分离，使水、有机溶剂和化合物的组分得到有效的分离，从而得到更高纯度的产品。
3、膜分离在气体分离中的应用在一些化工反应中，通过膜分离技术可以实现对气体的分离，得到纯度更高的气体。
目前被广泛应用的膜分离技术主要有平板式膜分离和中空纤维膜分离。
比如将烃类加工过程中得到的废气通过水膜分离器和其他设备处理，溶液和气体的分离达到了更高效和规范化的效果。
二、膜分离技术的优势相比于传统的分离技术，膜分离技术有着不可比拟的优势。
1、高效性膜分离的过程非常快速、高效，不需要占用过多的空间和时间。
而且，由于膜的特殊性质，可以有效的分离出高纯度的组分，提高了工艺的效率。
2、沉淀体积小传统的分离技术往往需要利用离心机等设备进行深度分离，而这些设备体积庞大、费用昂贵，占用大量空间和资源。
膜分离技术具有很小的体积和重量，而且容易维护和清洗，大大降低了生产成本和能源开支。
3、节能环保传统的分离技术往往需要废弃很多进行分离的溶液或溶剂，产生大量的废液和有害物质，对环境造成了很大的污染。
膜分离实验报告
北京化工大学学生实验报告院（部）：化学与化学工程姓名： xx 学号： 200811218专业：化学工程与工艺班级：化工0808 同组人员：课程名称：专业实验实验名称：微滤分离实验实验日期： 2011.10.17 批阅日期：成绩：教师签名：一、实验目的1．了解分析微滤膜分离的主要工艺过程。
2．了解膜分离技术的特点。
3．通过微滤膜分离的实验的操作，学会微滤膜过滤设备的使用方法和操作过程，提高实验技能。
二、实验原理膜分离是近数十年发展起来的一种新型分离技术。
常规的膜分离是采用天然或人工合成的选择性透过膜作为分离介质，在浓度差、压力差或电位差等推动力的作用下，使原料中的溶质或溶剂选择性地透过膜而进行分离、分级、提纯或富集。
通常原料一侧称为膜上游，透过一侧称为膜下游。
膜分离法可以用于液-固（液体中的超细微粒）分离、液-液分离、气-气分离以及膜反应分离耦合和集成分离技术等方面。
其中液-液分离包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有微粒的液相体系的分离。
不同的膜分离过程所使用的膜不同，而相应的推动力也不同。
目前已经工业化的膜分离过程包括微滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、渗析（D）、电渗析（ED）、气体分离（GS）和渗透汽化（PV）等，而膜蒸馏（MD）、膜基萃取、膜基吸收、液膜、膜反应器和无机膜的应用等则是目前膜分离技术研究的热点。
膜分离技术具有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能量和化学试剂等优点，因此在20世纪60年代，膜分离方法自出现后不久就很快在海水淡化工程中得到大规模的商业应用。
目前除海水、苦咸水的大规模淡化以及纯水、超纯水的生产外，膜分离技术还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、环保工程等领域得到推广应用。
表 1 各种膜分离方法的分离范围膜分离技术的原理是依靠膜的这种多孔过滤材料的拦截性能。
用压力做推动力。
微滤膜分离的的分离范围为0.1——10，主要用于颗粒物的去处、除菌、澄清、除浊、有用物质的回收等。
膜蒸馏
•
膜蒸馏(membrane distillation，简称 MD) 是膜技术与蒸馏过程相结合的分离 过程．
北京化工大学（Beijing University of Chemical Technology）
• 膜的一侧与热的待处理溶液直接接触(称为 热侧)，另一侧直接或间接地与冷的水溶液 接触(称为冷侧)，热侧溶液中易挥发的组分 在膜面处汽化通过膜进入冷侧并被冷凝成 液相，其他组分则被疏水膜阻挡在热侧， 从而实现混合物分离或提纯的目的。
北京化工大学（Beijing University of Chemical Technology）
含挥发性有机物废水的处理：
含氰废水的处理：
氰化物毒性极强，含氰废水必须经过达标处理后才能排放。采用传统方 法(如焚烧法、氯碱法、臭氧法、生物法等)处理含氰废水，氰化物通常会被分 解破坏，有的且造成二次污染(如焚烧过程中产生大量二氧化碳和氮氧化物， 生物处理将氰化物转化为二氧化碳、氨或甲酸、甲酰胺等)。为了解决传统方 法的缺点，一种比较新颖的处理方法——化学吸收膜蒸馏(也称膜吸收)，受到 极大关注。柴晓利等[6]以NaOH溶液为吸收液，利用化学吸收膜蒸馏进行含氰 废水的实验室研究，对氰化物进行了回收利用，且不造成二次污染，能耗低 ，投资少，易于工业化。
盐或浓缩水溶液（橘汁等），水为主要渗透成分 。
• SGMD和VMD：用于从水溶液中除去挥发性有
机物或可溶气体。
• AGMD：适用于平板膜的膜蒸馏过程。
北京化工大学（Beijing University of Chemical Technology）
膜蒸馏的膜材料
近年来,MD过程膜材料的研究开发集中于三种 膜材料.
2 含挥发性有机物废水的处理
膜分离实验报告
膜分离实验一.实验目的1．了解膜的结构和影响膜分离效果的因素，包括膜材质、压力和流量等。
2．了解膜分离的主要工艺参数，掌握膜组件性能的表征方法。
3. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程。
二.基本原理膜分离技术是最近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜分离是以对组分具有选择性透过功能的人工合成的或天然的高分子薄膜（或无机膜）为分离介质，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力，使原料中的某组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物的分离，并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。
其推动力可以为压力差（也称跨膜压差）、浓度差、电位差、温度差等。
膜分离过程有多种，不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同，通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。
微滤（mf）、超滤（uf）、纳滤（nf）与反渗透（ro）都是以压力差为推动力的膜分离过程，当膜两侧施加一定的压差时，可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜，而微粒、大分子、盐等被膜截留下来，从而达到分离的目的。
四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。
微滤膜的孔径范围为0.05～10μm，所施加的压力差为0.015～0.2mpa；超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm的微粒，其压差范围约为0.1～0.5mpa；反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质，所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关，通常的压差在2mpa左右，也有高达10mpa的；介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程，膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低，一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。
2.1微滤与超滤微滤过程中，被膜所截留的通常是颗粒性杂质，可将沉积在膜表明上的颗粒层视为滤饼层，则其实质与常规过滤过程近似。
本实验中，以含颗粒的混浊液或悬浮液，经压差推动通过微滤膜组件，改变不同的料液流量，观察透过液测清液情况。
对于超滤，筛分理论被广泛用来分析其分离机理。
化学工程中的膜分离技术
发展趋势：随着膜技术的不断 发展，超滤膜分离技术在工业 中的应用将越来越广泛
纳滤膜分离技术的原理：利用纳滤膜的孔径大小，选择性地分离不同分子量的物质 纳滤膜分离技术的应用：主要用于水处理、食品加工、制药等领域 纳滤膜分离技术的优点：操作简便、能耗低、分离效果好 纳滤膜分离技术的局限性：对膜的材质和性能要求较高，需要定期更换和维护
膜分离技术在食品加工领域的 应用前景看好
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工业应用：在化工、冶金、能源等领域，膜分离技术可以用于气体分离，提高生产效率和产品质量
环保应用：在环保领域，膜分离技术可以用于气体分离，如废气处理、空气净化等
技术优势：膜分离技术具有高效、节能、环保等优点，在气体分离方面具有广泛的应用前景
生物制药：用于分离纯化生物药物，提高药物纯度和安全性 生物发酵：用于发酵过程中产物的分离和纯化，提高发酵效率和产品质量 生物污水处理：用于污水处理，去除有害物质，提高水质 生物能源：用于生物能源生产，如生物乙醇、生物柴油等，提高能源利用效率和环保性能
研究新型膜材料：如纳米 材料、复合材料等
开发新型制备方法：如电 纺、溶液浇铸等
提高膜性能：如提高膜的 渗透性、选择性等
降低成本：如降低膜的制 备成本、运行成本等
解决环境问题：如减少废 水排放、降低能耗等
提高膜分离技术的应用范 围：如食品、医药、环保 等领域
废水处理：膜分 离技术在废水处 理中的应用越来 越广泛，可以有 效去除有害物质， 提高水质。
膜分离技术的发展 趋势和挑战
研发新型膜材 料：提高膜的 耐腐蚀性、耐 高温性和耐高
压性
优化膜结构： 提高膜的通透
性和选择性
改进膜制备工 艺：提高膜的 均匀性和稳定
化工单元操作任务五膜分离技术(共93张PPT)
(5)其他类聚合物膜 具体包括聚偏氟乙烯超滤膜和再 生纤维素膜等。聚偏氟乙烯超滤膜可高温消毒、耐一 般溶剂、耐游离氯等。
• (6)复合超滤膜 分别用不同材料制成致密层和 多孔支撑层，从而使两者达到最优化。
• (7)无机膜 通常具有非常好的化学稳定性，热稳定 性和机械稳定性，但使用有限。
• 5 超滤分离系统
• 降低供给水的混浊度 悬浮物和交替物质的去除 可溶性有机物的去除 微生物(细菌、藻类等)去 除 调整进水水质(供水温度、pH)。
• 2.超滤系统工艺流程
• 超滤系统工艺流程设计有多种多样，按运行方式分 为循环式、连续式和部分循环连续式。按组件组合 排列形式分为一级一段、一级多段和多级等。
（1）间歇操作 闭式回路间歇操作
• 1 超滤的基本概念和分离范围
• 超滤是一种在静压差为推动力的作用下，原料液中 大于膜孔的大粒子溶质被膜截留，小于膜孔的小溶 质粒子通过通过滤膜，从而实现分离的过程，其分 离机理一般认为是机械筛分原理
• 超滤主要用于料液澄清、溶质的截留浓缩及溶质之间 的分离。其分离范围为相对分子质量500～1×106的大 分子物质和胶体物质，相对应粒子的直径为0.005～ 0.1µm。操作压力一般为0.1～0.5MPa。
• 4 超滤膜与膜材料
• (1)醋酸纤维素 这是研究最早的超滤膜，是利用 纤维素及其衍生物分子线性不容易弯曲的特点，来 制备反渗透和超滤膜。具有亲水性好、通量大、工 艺简单、成本低、无毒、操作范围窄、适用的pH范 围窄(3～6)、容易被生物将解等特点。
• (2)聚砜类超滤膜 具有化学稳定性优异、适 用的pH范围宽(1～13)、耐热性好、耐酸碱性好 、抗氧化性和抗氯性能好等特点。适于制作超滤 膜、微滤膜和复合膜的多孔支撑膜。
3.北京化工大学膜分离实验室介绍.
2009-11-2
实验室简介
传质与分离实验室膜分离研究室是北京化工大学具有悠久历 史和传统的实验室，实验室研究方向主要包括膜吸收/膜萃取过 程中的传质机理研究、中空纤维更新液膜技术相关研究、以及膜 反应器等。藉科研与教学相结合，取得了丰硕成果。
本实验室获国家科学技术进步二等奖1项，国家级教学成果二 等奖1项，省部级科技进步一等奖3项，二等奖1项，以及多个教 学类奖项。共发表学术论文50余篇，其中，SCI收录20篇，EI收 录13篇。共取得发明专利6项，其中3项已授权。实验室承担863 计划4项，国家科技支撑计划1项，1人次入选新世纪优秀人才支 持计划，国家自然科学基金4项，并承担多项省部级以上科研项 目，科研经费总额达600余万元。实验室现有高效液相色谱等多 套精密实验仪器，配套设施亦较为完善。
提高酶的稳定性 对酶催化过程可实现调控 易于将底物与产物分开 利于产物的分离纯化 便于进行连续反应 反应后可回收重复使用
(1)气体接触膜，杂质少，膜污染小；
(2) 在可比较的操作条件下，VP过程的“真实”传质系数 高；
(3) 膜的使用寿命更长；
(4) 能量损耗较低；
(5) 操作过程简单。
近10年来，蒸汽渗透技术发展的步伐很快， 并应用于
越来越多的领域。
传质与分离实验室 26
渗透汽化&蒸汽渗透技术
• 渗透汽化/蒸汽渗透膜反应器是一种将膜组件以一定形式耦合到 反应过程中，并通过渗透汽化/蒸汽渗透打破反应平衡以获得更 高收率和反应速率的新型、高效反应器。
克服雾沫夹带、液泛等问题；
气液两相流速可以独立调节，操作弹性大。
• 膜吸收过程的主要应用
膜吸收过程基本原理图
SO2、CO2等酸性气体的脱除 废水中挥发性污染物的处理
“第九届京津地区研究生膜技术论坛”在北京化工大学召开
“第九届京津地区研究生膜技术论坛”在北京化工大学召开佚名
【期刊名称】《膜科学与技术》
【年(卷),期】2014(34)3
【摘要】2014年5月17日，由北京膜学会主办，膜分离过程与技术北京市重点实验室和北京化工大学化学工程学院承办，北京天地人环保科技有限公司和北京碧水源膜科技有限公司协办的“第九届京津地区研究生膜技术论坛”在北京化工大学召开．开幕式由本届论坛学术委员会主席、北京化工大学马润宇教授主持，北京市科委社会发展处处长邢永杰，中国膜工业协会秘书长尤金德，北京膜学会理事长李继定教授以及膜分离过程与技术北京市重点实验室副主任、北京化工大学化工学院常务副院长陈晓春教授分别参会并致辞．
【总页数】1页(P125-125)
【关键词】北京化工大学;膜分离过程;技术论坛;京津地区;研究生;北京市科委;重点实验室;学术委员会
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.3
【相关文献】
1.“第十届京津地区研究生膜技术论坛”在北京工业大学成功召开 [J],
2.“第六届京津地区研究生膜技术论坛”在北京理工大学召开 [J], 赵之平
3.北京膜学会“第十四届京津冀研究生膜技术论坛”召开 [J], 无
4.“第三届京津地区研究生膜技术学术论坛”在北京工业大学召开 [J], 张国俊
5.“第四届京津地区研究生膜技术论坛”在北京化工大学召开 [J],
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大气除尘
除尘器
除尘装置一般有机械式 除尘器、湿式除尘器、 静电除尘器、过滤式除 尘器
缺点
效率低、设备复杂、 收集粉尘粒径范围 窄等
操作简单可靠
2 结构较简单
1
投资较少
袋式 除尘器
过滤效率高 4
3
收集粉尘 粒径范围
广
传质与分离实验室 15
大气除尘
过滤机理
深层过滤
表面过滤
表面过滤机理具有过滤阻力小，粉尘层易剥落，解决了深层过滤阻
传质与分离实验室 12
PTFE膜分离技术 在非均相分离过程中的应用
大气除尘
研究背景
化工、能源等工业过程所产生的大量烟尘对人体和环 境造成极大危害，特别是燃煤发电厂等产生的逸散性粉尘 污染尤为严重，从原煤进厂到锅炉燃烧、排放的整个过程 均有粉尘产生，它不仅严重影响工作人员的身体健康，而 且还严重污染大气环境。
膜分离研究室简介
2009-11-2
实验室简介
传质与分离实验室膜分离研究室是北京化工大学具有悠久历 史和传统的实验室，实验室研究方向主要包括膜吸收/膜萃取过 程中的传质机理研究、中空纤维更新液膜技术相关研究、以及膜 反应器等。藉科研与教学相结合，取得了丰硕成果。
本实验室获国家科学技术进步二等奖1项，国家级教学成果二 等奖1项，省部级科技进步一等奖3项，二等奖1项，以及多个教 学类奖项。共发表学术论文50余篇，其中，SCI收录20篇，EI收 录13篇。共取得发明专利6项，其中3项已授权。实验室承担863 计划4项，国家科技支撑计划1项，1人次入选新世纪优秀人才支 持计划，国家自然科学基金4项，并承担多项省部级以上科研项 目，科研经费总额达600余万元。实验室现有高效液相色谱等多 套精密实验仪器，配套设施亦较为完善。
青霉素传统提取工艺中，目前最常用的工艺是溶媒萃取法 ， 具有处理能力大、分离效果好、回收率高、可连续操作等优点， 但仍存在青霉素降解损失严重、冷却过程生产能耗大、醋酸丁酯 水溶性大，溶剂回收困难等弊端。
HFRLM应用于生物活性物质及天然产物的分离纯化，可简化 操作条件，提供较大的传质面积、具有传质效率高、稳定性好、 操作简单、无二次污染等优点。
传质与分离实验室 10
HFRLM提取柠檬酸
柠檬酸作为种高科技产品，已引起世界各国的高度重视，广泛 应用于食品工业、医药工业、化工工业。
传统的柠檬酸分离法有钙盐法、离子交换树脂法、溶剂萃取法 ， 但都普遍存在工艺复杂、收率低等问题。
将中空纤维更新液膜应用于柠檬酸提取，有效解决了传统技术种 种问题，更加简单可行，展示了其在柠檬酸稀溶液处理方面的广阔应 用前景。
传质与分离实验室 5
中空纤维更新液膜 技术及其应用
中空纤维更新液膜技术特点
中空纤维更新液膜不仅解决了支撑液膜的稳定性问 题、乳化液膜制乳与破乳的困难的问题，而且该技术所 需的设备体积小，操作简单，无二次污染，可大大节省 空间，降低产品所需的能耗以及设备投资等，从而使产 品生产成本降低，具有较好的应用前景。
• 任钟旗，博士，副教授。2004年毕业于清华大学化学工程与技 术专业。长期从事传质与分离、液液萃取、液膜技术、废水处 理及CO2吸收等方面的工作。
• 王曙光，博士，讲师。2004年毕业于中国科学院生态环境研究 中心环境科学专业。主要从事环境微生物应用、微生物资源开 发、微生物与酶的固定化等方面的研究.
力高、操作压力大，反冲洗频率高、使用寿命短等问题，是较为有利的过
滤方式。
传质与分离实验室 16
实验室研究成果
开发出耐200℃以上高温、化学性能稳定的高效除尘 袋，粉尘去除率＞99.999%。
传质与分离实验室 7
HFRLM处理含铬废水
电镀、制革以及铬盐工业都会产生大量的含铬废水。 废水中铬离子主要以Cr(VI)的形态存在。Cr(VI)的毒性 较大，被含铬废水污染的水源、土壤，动植物无法存活， 生态环境遭到严重破坏。GB8978 -1996 《污水综合排 放标准》严格限制Cr(VI)的最高允许排放浓度为 0.5mg/L。
传质与分离实验室 2
研究人员
研究室目前共有4位教师，4名在读博士研究生，40余名硕 士研究生。
• 张卫东，博士，教授、博士生导师。1996年毕业于清华大学化 学工程系。长期从事膜分离方面的科研工作，尤其是在中空纤 维膜器结构设计及中空纤维膜萃取过程及纳滤膜的制备及分离 应用过程有较长期和深入的研究。
传质与分离实验室 11
己内酰胺精制过程
针对工业上己内酰胺的精制过程的一些缺点，本 实验室选用张卫东教授在2004年提出的中空纤维更新 液膜分离技术对粗己内酰胺进行精制处理，清水做反 萃剂，反萃前后电导率增量小于1μΩ/cm；经过液膜 及一级萃取过程后，萃后残液含己内酰胺<0.4%wt 。
本实验室与巴陵石化分公司建立合作项目－中空 纤维更新液膜用于已内酰胺精制技术开发，并且通过 验收。
将中空纤维更新液膜技术引入到铜离子回收中来，较传统 的回收方法而言，更加简单、经济可行而且操作简单，克服了 传统分离方法的一些弊病，尤其是较之用乳化液膜法回收铜离 子，避免了复杂的操作工艺，也消除了由于膜的不稳定性引起 的诸多问题。
传质与分离实验室 9
HFRLM提取青霉素
青霉素作为治疗细菌性感染的重要药物，是半合成抗生素中 间体及头抱菌类抗生素的重要中间体和原料，至今仍是世界重要 的生化产品之一。
将中空纤维更新液膜液膜技术用于含铬废水处理， 实现废水中Cr(VI)的去除和铬的富集，从而最终实现废 水闭路循环系统，形成一项具有自主知识产权的新型绿 色工艺，具有极大的社会效益和经济效益。
传质与分离实验室 8
HFRLM处理含铜废水
在印制电路板生产过程中，有大量会对环境和人类造成危 害的含铜废液及废水产生。去除或降低废水中重金属离子(包 括铜离子)含量的方法有 化学处理法、离子交换法、电解法、 吸附法、反渗透法等。
• 刘君腾，博士，讲师。2009年毕业于北京化工大学传质与分离 实验室。主要从事液液萃取、液膜技术、废水处理、乙醇发酵 等方面的研究.
传质与分离实验室 4
研究方向介绍
中空纤维更新液膜技术及其应用 PTFE膜分离技术在非均相分离过程中的应用 渗透汽化及蒸汽渗透技术 膜吸收过程传质性能的研究 固定化酶膜反应器