实验九、无机膜分离实验
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实验九 无机陶瓷膜分离技术实验
一、实验目的 二、基本原理 三、实验步骤 四、实验报告要求 五、思考题
中北大学化工原理课程组
实验目的
1. 了解无机膜分离新技术； 2. 了解无机陶瓷膜性能特点； 3. 掌握影响无机膜分离过程的主要因素； 4. 掌握无机陶瓷膜分离过程的实验操作技能。
中北大学化工原理课程组
实验所用无机多孔分离膜主要由三层结构构成：多孔 载体，过度层，活性分离层。如图所示。
中北大学化工原理课程组
基本原理
多孔载体的作用是保证膜的机械强度，对其要求是有较大 的孔径和孔隙率，以增加渗透性，减少流体输送阻力。多孔载 体的孔径一般是10~15µm左右，其形式有平板、管式以及多通 道蜂窝状，而以后者居多。多孔载体一般由三氧化二铝、二氧 化锆、碳、金属、陶瓷以及碳化硅材料制成。
中北大学化工原理课程组
实验步骤
1. 关闭所有阀门；
2. 加料液至原料罐中约10—20L；打开阀门Vl，V3、V6、 V8及电磁阀a（电磁阀的开关在控制面板上）；
3. 启动原料泵；
4. 调节阀门V3、V8至所需流量和操作压差；观察主流体 及透过液的流动情况；用量筒在透过液出口处测量单位
时间内透过液的流量（mL/min）；
渗透液
中北大学化工原理课程组
基本原理
1 V1
T P1
透过液
排放口
出口
V4
放空口
3
V5
b
接空
3
4
P4
c 压机
V3
5
V8 P3 a
排放口 V2
V6 P2
V9
排放口
2 无机陶瓷膜分离实验流程图
排放口
V7
1--原料罐；2--原料泵；3—转子流量计；4--膜组件；5--缓冲罐
a，b，c--电磁阀；Vl-9--阀门；P1-4--压力表；T—温度表
7. 运行结束后打开阀V2、V4、V5、V6、V7、V9，放空 系统中的料液；反复清洗设备及管路；
8. 关闭所有阀门。
中北大学化工原理课程组
实验报告要求
1. 描述实验中的无机陶瓷膜分离过程； 2. 在坐标纸上绘制透过液通量随操作压差及流量的 变化曲线； 3. 说明对于无机陶瓷膜分离性能有哪些主要指标， 对于透过液通量有哪些主要影响因素。
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实验思考题
➢ 进料液的温度对处理过程有什么影响？ ➢ 膜被污染后如何处理？
中北大学化工原理课程组
来自百度文库
基本原理
无机膜分离是一种新型的分离技术，它是借助于膜的 选择渗透作用对混合物进行分离、分级、提纯、和富集的 方法。无机陶瓷膜是无机膜中最常用的一种。陶瓷膜是以 陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化钛等制成的不对称分离 膜，呈单管状和多通道状，管壁密布微孔。在操作压差的 作用下，小于膜孔孔径的粒子及溶剂流可以通过无机陶瓷 膜而形成透过液；主流体在管路内循环，浓缩至一定程度 后，收集或排放。无机陶瓷膜分离过程可以近似地认为是 一个错流过滤的过程。
5. 采用单因素分析的方法，测定透过液通量随操作压差、 流量的变化规律。固定流量，测定不同操作压差下透过
液通量；固定操作压差，测定不同流量下的透过液通量
（需要同时调节阀门V3、V8）；
中北大学化工原理课程组
实验步骤
6. 反冲洗。关闭阀门V3、V6及电磁阀a（此时V8打开）； 打开电磁阀c，启动空压机至压力表P3的读数为0.3～ 0.4MPa，关闭空压机及电磁阀c；过一段时间后，观察 气体在转子流量计3及原料缺罐中的流动情况（在这个 过程中完成气体对污染膜表面的反冲洗过程）；反冲过 程结束后，打开电磁阀b将剩余的空气排空；
一、实验目的 二、基本原理 三、实验步骤 四、实验报告要求 五、思考题
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实验目的
1. 了解无机膜分离新技术； 2. 了解无机陶瓷膜性能特点； 3. 掌握影响无机膜分离过程的主要因素； 4. 掌握无机陶瓷膜分离过程的实验操作技能。
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实验所用无机多孔分离膜主要由三层结构构成：多孔 载体，过度层，活性分离层。如图所示。
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基本原理
多孔载体的作用是保证膜的机械强度，对其要求是有较大 的孔径和孔隙率，以增加渗透性，减少流体输送阻力。多孔载 体的孔径一般是10~15µm左右，其形式有平板、管式以及多通 道蜂窝状，而以后者居多。多孔载体一般由三氧化二铝、二氧 化锆、碳、金属、陶瓷以及碳化硅材料制成。
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实验步骤
1. 关闭所有阀门；
2. 加料液至原料罐中约10—20L；打开阀门Vl，V3、V6、 V8及电磁阀a（电磁阀的开关在控制面板上）；
3. 启动原料泵；
4. 调节阀门V3、V8至所需流量和操作压差；观察主流体 及透过液的流动情况；用量筒在透过液出口处测量单位
时间内透过液的流量（mL/min）；
渗透液
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基本原理
1 V1
T P1
透过液
排放口
出口
V4
放空口
3
V5
b
接空
3
4
P4
c 压机
V3
5
V8 P3 a
排放口 V2
V6 P2
V9
排放口
2 无机陶瓷膜分离实验流程图
排放口
V7
1--原料罐；2--原料泵；3—转子流量计；4--膜组件；5--缓冲罐
a，b，c--电磁阀；Vl-9--阀门；P1-4--压力表；T—温度表
7. 运行结束后打开阀V2、V4、V5、V6、V7、V9，放空 系统中的料液；反复清洗设备及管路；
8. 关闭所有阀门。
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实验报告要求
1. 描述实验中的无机陶瓷膜分离过程； 2. 在坐标纸上绘制透过液通量随操作压差及流量的 变化曲线； 3. 说明对于无机陶瓷膜分离性能有哪些主要指标， 对于透过液通量有哪些主要影响因素。
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实验思考题
➢ 进料液的温度对处理过程有什么影响？ ➢ 膜被污染后如何处理？
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基本原理
无机膜分离是一种新型的分离技术，它是借助于膜的 选择渗透作用对混合物进行分离、分级、提纯、和富集的 方法。无机陶瓷膜是无机膜中最常用的一种。陶瓷膜是以 陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化钛等制成的不对称分离 膜，呈单管状和多通道状，管壁密布微孔。在操作压差的 作用下，小于膜孔孔径的粒子及溶剂流可以通过无机陶瓷 膜而形成透过液；主流体在管路内循环，浓缩至一定程度 后，收集或排放。无机陶瓷膜分离过程可以近似地认为是 一个错流过滤的过程。
5. 采用单因素分析的方法，测定透过液通量随操作压差、 流量的变化规律。固定流量，测定不同操作压差下透过
液通量；固定操作压差，测定不同流量下的透过液通量
（需要同时调节阀门V3、V8）；
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实验步骤
6. 反冲洗。关闭阀门V3、V6及电磁阀a（此时V8打开）； 打开电磁阀c，启动空压机至压力表P3的读数为0.3～ 0.4MPa，关闭空压机及电磁阀c；过一段时间后，观察 气体在转子流量计3及原料缺罐中的流动情况（在这个 过程中完成气体对污染膜表面的反冲洗过程）；反冲过 程结束后，打开电磁阀b将剩余的空气排空；