新型分离技术复习重点Word文件下载.docx
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（5）在能源再生与新能源利用方面的作用。
3．分离剂的概念
加到分离系统中使过程得以实现的能量或物质。
4.三大类新型分离技术
第一类——
对传统技术或方法加以改良的分离技术：
超临界
流体萃取、液膜萃取、双水相萃取以及色谱分离等；
第二类——
基于材料科学发展形成的分离技术：
反渗透、超
滤、气体渗透、渗透汽化等膜分离技术；
第三类——
膜与传统分离相结合形成的分离技术：
膜吸收、
膜萃取、亲和超滤、膜反应器等。
第二章
计算题都在这一章
1.第一种类型：
混合熵（作业有做过）
Smix＝－Rnilnxi
摩尔混合熵的计算：
S0mix=Smix/n（n为体系的总摩尔数）
=－Rxilnxi
（这只是PPT里的例题）
分离理想气体或溶液的最小功（Wmin）
Wmin=TSmix
?
摩尔最小功
WominTSomixRTxilnxi
2.第二种类型题：
渗透压
=CRT（非电解质溶液）
是渗透压单位KPa
C单位是mol/L（一定要换成mol/L）
=RTCi（电解质溶液）
Ci为水中离子的浓度
注意离子的下标
当溶液的浓度增大时，溶液偏离理想程度增加，对电解质
水溶液常需引入渗透压系数来校正偏离程度。
iiCiRT
溶液的浓度较低时，绝大部分电解质的渗透压系数接近于1，随着溶液浓度的增加而增大。
对NaCl，KCl等一类液，其系数基本上不随浓度而变；
而Na2SO4,K2SO4等一类溶液则随溶液浓度的降低而增大。
3.第三种类型：
唐南平衡（课本第20页）
假定一种分子或离子大得不能通过膜，而溶剂小分子和普通离子能
自由通过，这时若系统中有这类分子电解质存在并达到平衡时，膜
两侧电解质浓度并不相等，这种现象即为唐南平衡。
4.第四种类型：
火用（详细请见2.2PPT第67页开始，课本例2-1）
5.范德华力
色散力：
非极性分子之间
诱导力：
极性分子与非极性分子之间
取向力：
极性分子之间
在非极性分子之间只有色散力，在极性分子和非极性分子之间有诱导力和色散力，在极性分子之间则有取向力、诱导力和色散力的作用。
6.
第三章
1.常用的膜材料
2.膜的分类
按膜的材料分类：
纤维素酯类、非纤维素酯类
按膜的分离原理及使用范围分类：
微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等
按膜的形态分类：
平板膜、管式膜、中空纤维膜
按膜的结构分类：
对称膜、非对称膜、复合膜
3.膜的制备工艺
（1）相转变法：
L-S型制模法
（2）复合制膜工艺
4.反渗透满足的两个条件：
（1）存在选择性透过膜
（2）工作压力大于渗透压
5.渗透满足的两个条件：
（2）存在浓度差
6.有孔学说与无孔学说
7.反渗透的应用领域
（1）海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软化制备锅炉用水，高纯水的制备。
（2）在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、咖啡浸液等。
与常用的冷冻干燥和蒸发脱水浓缩等工艺比较，反渗透法脱水浓缩成本较低，而且产品的疗效、风味和营养等均不受影响。
（3）印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，回收利用废业中有用的物质等。
8.反渗透膜的组件
有四种：
板框式、管式、螺旋卷式、中空纤维式。
9．级与段的概念
段：
前段膜组件的浓水流经下一膜组件进行再处理，流经几组膜组件即称为几段。
级：
膜组件的产品水再经下一膜组件进行处理，产品水流经几次膜组件处理即称为几级。
10.膜的浓差极化概念、影响、减缓的措施
概念：
在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。
这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。
影响：
1.使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减小传质驱动力；
2.当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，便会在膜表面形成沉或凝胶层，增加透过阻力；
3.膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性；
4.当有机溶质在膜表面达到一定浓度有可能对膜发生溶胀或恶化膜的性能；
5.严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。
概括地说，就是分离效果降低，截留率改变，通量下降。
措施：
①选择合适的膜组件结构；
②加入紊流器；
③料液横切流向设计；
④料液脉冲流动；
⑤螺旋流；
⑥提高流速；
⑦适当提高进料液温度以降低粘度，增大传质系数。
11.膜的污染定义、影响、措施，与浓差极化的区别
定义：
是指处理物料中的微粒，胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附，沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。
1.水通量逐步下降（膜通量下降）；
2.通过膜的压力和膜两侧的压差逐渐增大（进料压力和△P逐渐增大）；
3.膜对溶解于水中物质的透过性逐渐增大。
1.料液预处理（热处理、pH调节、离子交换、预过滤、加入稳定剂）
2.膜材料的选择（考虑膜的亲疏水性、荷电性。
亲水性膜及膜材料电荷与溶质电荷相同的膜较耐污染；
对膜表面进行改性）
3.膜孔径或截留分子量的选择（通过实验选择最佳孔径的膜）
4.膜结构选择（不对称结构膜较耐污染）
5.组件结构选择
6.溶液pH控制（分离、浓缩蛋白质、酶时，一般把pH调至远离其等电点，使其溶解度增加，并带电荷）
7.溶液中盐浓度的控制（以改变溶液的离子强度）
8.溶液温度的控制
9.溶质浓度，料液流速与压力的控制
与浓差极化的区别
膜污染与浓差极化有内在联系，尽管很难区别，但是概念上截然不同。
浓差极化加重了污染，但浓差极化是可逆的，即变更操作条件可使之
消除，而污染是不可逆的，必须通过清洗的办法，才能消除。
12.超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别（作业有做过，也可以看PPT3.4第99页）
第四章
1.气体分离的定义和工作机理
气体膜分离过程是一种以压力差为驱动力的分离过程。
在膜两侧混合气体各组分分压差的驱动下，气体分子透过膜的现象。
目前常见的气体通过膜的分离机理有两种：
其一，气体通过多孔膜的微孔扩散机理；
其二，气体通过非多孔膜的溶解/扩散机理。
2.传统的气体分离方法
深冷分离法
吸附分离法
吸收分离法
3.气体分离膜的应用
（1）从合成氨中的尾气回收氢气
（2）富氧气的制造
（3）水果保鲜
（4）天然气脱水
4.分子流与粘性流
膜孔直径（dp）远小于气体分子平均自由程（λ）时，气体分子与孔壁之间的碰撞几率远大于分子之间的碰撞几率，此时气体通过微孔的传递过程属努森扩散，又称自由分子流。
孔径大于操作条件气体分子的平均运动自由程，孔内分子流动受分子之间碰撞作用支配，分子与孔壁之间的碰撞可以忽略，称为粘性流。
气体处于粘性流状态是没有分离性能的。
5.渗透汽化（PV）、蒸气渗透（VP）的定义与区别
渗透汽化（或渗透蒸发）是指液体混合物在膜的一侧与膜接触时，其中易透过组分较多地溶解在膜上，并扩散通过膜，在膜的另一侧气化而被抽出，从而达到分离的膜过程。
蒸发渗透（vaporpermeation），与渗透汽化过程不同之处在于其进料为气相，相变过程发生在进装置前或在膜上游蒸发汽化，在过程中蒸汽相渗透通过膜。
两者相同点
1）推动力均是组分在膜两侧的蒸气压差；
2）分离相同体系使用同种膜；
3）膜后侧的情况完全相同，均为真空，采用相同的方法移去渗透物；
4）膜内的状态以及渗透物扩散通过膜的规律基本相同。
两者的不同点
1）VP的加料为蒸气，气体在膜组件中的流动状况较液体好，分布均匀，物质在汽相中的扩散系数大，浓差极化的影响小；
2）PV过程中渗透物有相变，过程中料液的温度不断下降，从而导致渗透通量的下降，通常采用级间加热的方式来维持料液的温度；
而VP过程无相变，过程中加料温度基本不变，VP的平均渗透通量比PV大，所以完成相同的分离任务，VP所需要的膜面积小。
3）VP的操作温度通常比PV高，温度高渗透通量大，所需膜面积小；
4）VP的蒸气加料比PV的液体加料，杂质含量小，由于VP的渗透通量大，因此在VP法比PV法节省设备投资费用，因而总成本比较低。
6.渗透汽化的操作方式
冷凝法
抽真空法
冷凝与抽真空结合法
载气吹扫法
溶剂吸收法
7.渗透汽化膜的种类和应用
渗透汽化膜可分为：
优先透水膜、优先透有机物膜和有机物分离膜。
（无水乙醇）
应用：
1.有机溶剂脱水
2.水中脱除有机物
3.有机混合物的分离
8.膜基吸收的原理
膜基吸收（membrane-basedabsorption）是以疏水或亲水微孔膜作为气、液两相间的介质，并利用膜的多孔性实现气、液两相接触的一种新型分离技术。
原理
一般采用双膜理论来研究膜基吸收的传质过程，传质过程的推动力为组分在膜两侧流体中的活度差（浓度差）。
其传质过程主要经历四个过程:
（1）气相中的物质在气相边界层中的扩散过程;
（2）膜孔中物质的传递过程;
（3）气液两相界面的物质溶解一吸收过程;
（4）液相界面的物质向液相主体扩散过程。
第五章
1.血液透析能取代肾脏的哪些功能
排出对肌体有害的代谢产物
维持水代谢平衡
维持人体内环境酸碱度的平衡
协助维持血压
维持人体内环境电解质的平衡
2.血液透析、血液滤过、血液洗滤的定义、联系、区别（作业有做过）
3.腹膜透析
参与透析的是腹膜中的毛细血管和淋巴
4电渗析的基本条件
离子选择性透过膜
直流电场
5.电渗析的工作原理
在阴极与阳极之间，放置着若干交替排列的阳膜与阴膜，让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室，在两端电极接通直通电源后，水中阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移，由于阳膜、阴膜的选择透过性，就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。
6.阳膜的定义
凡是在高分子链上连接的是酸性活性基团（例如一SO3H）的膜，称为阳膜。
只允许阳离子通过。
7.
电渗析过程
反离子迁移
同名离子迁移
电解质渗析
水的渗透
水的电渗析
水的电离
压差渗漏
在上述几种传递现象中，只有反离子迁移才具有脱盐
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