膜工艺 组件和装置设计基础PDF电子书下载

第1章 膜过程 1

1.1 膜过程--推动力与传递阻力 1

1.1.1 引言 1

1.1.2 基本概念--选择性，通量，推动力 2

1.1.3 膜上的传递阻力 12

1.1.4 小结 14

1.2 膜--结构，材料和制造 15

1.2.1 引言 15

1.2.2 膜的分类 15

1.2.3 有机膜 16

1.2.3.1 聚合物的结构特征 17

1.2.3.2 不对称膜 23

1.2.3.3 转相膜 24

1.2.3.4 复合膜 28

1.2.4 无机膜 31

参考文献 34

符号和下标说明 35

第2章 膜下传质过程的模拟 37

2.1 引言 37

2.2 多孔模型 40

2.3 溶解--扩散膜的模型 43

2.3.1 稀盐溶液的反渗透 49

2.3.2 理想气体的渗透 55

2.4 计算实例 58

2.5 小结 60

参考文献 61

符号和下标说明 62

第3章 膜组件的构造 64

3.1 引言 64

3.2 装配管状膜的膜组件 66

3.2.1 管式膜组件 66

3.2.2 毛细管膜组件 68

3.2.3 空心纤维膜组件 69

3.2.4 装配管状膜的膜组件特征一览表 73

3.3 装配板式膜的膜组件 74

3.3.1 平板式膜组件 74

3.3.2 卷绕式膜组件 77

3.3.3 垫套式膜组件 79

3.3.4 装配板式膜的膜组件特征一览表 80

3.4 小结 81

第4章 膜组件中的传递阻力 82

4.1 使推动力降低的影响因素 82

4.1.1.1 进料边的浓差极化 83

4.1.1 局部的传递阻力 83

4.1.1.2 多孔支撑层的传递阻力 89

4.1.1.3 计算局部膜效率的方法 93

4.2 不对称膜安装方向的影响 96

4.3 改善膜上传质性能的措施 99

参考文献 99

符号和下标说明 100

第5章 膜组件的设计与优化 102

5.1 膜组件设计与优化的原则方法 102

5.2 组件中的流体流动导向 103

5.3 轴向返混 106

5.4 组件的优化，目标函数 108

5.5 用于反渗透过程的空心纤维膜组件的优化 109

5.6 卷绕式膜组件的设计与优化 115

参考文献 120

符号和下标说明 120

第6章 装置设计，组件的排布与连接 122

6.1 引言 122

6.2 并联连接法和串联连接法 122

6.3 单级内的组件排布 123

6.4 多级的装置连接 127

6.4.1 气体渗透过程 130

6.4.2 反渗透过程 133

6.5 装置设计--单级装置所需膜面积和渗透物质量的近似计算(简捷法) 135

6.5.1 “理想的”工艺段：微分平衡式的积分，简化条件下的解法 135

6.5.2 借助积分平衡式进行估算 138

参考文献 140

符号和下标说明 141

第7章 投资额--费用估算方法 142

7.1 朗格因子法 142

7.2 主要成套设备所需费用的确定 143

7.3 米勒改良因子法 145

7.4 容量(生产能力)法 146

7.5 基本投资 147

参考文献 150

符号和下标说明 151

第八章 反渗透 152

8.1 引言 152

8.2 膜的稳定性 154

8.2.1 水解作用 154

8.2.2 抗游离氯的稳定性 156

8.2.3 膜对氧和臭氧的敏感性 157

8.2.4 对溶剂的稳定性 158

8.3 渗透压 159

8.4 粘度的影响 160

8.5 由结晶作用(结垢)而引起的膜堵塞 162

8.6 由污物(污垢)引起的膜堵塞 165

8.7 膜面积，功率和比能耗 168

8.8 应用反渗透技术的实例 171

8.8.1 应用实例：ε--已内酰胺(ε-Cap.)的回收 171

8.8.2 应用实例：沉积污水的净化 174

8.9 演算示例：设计一套海水淡化装置 180

8.10 小结 184

参考文献 186

符号和下标说明 188

第9章 纳滤 190

9.1 界于反渗透和超滤的膜工艺 190

9.2 商品NF-膜，应用领域 192

9.3 NF-膜分离性能的模拟计算 195

9.4 道南效应 196

9.5 截留率与压力和浓度的相关性 199

9.5.1 压力相关性 201

9.5.2 浓度相关性 204

9.6 以生物反应器--膜装置的组合为例，比较纳滤过程和反渗透过程的性能 206

9.7 小结 210

参考文献 212

符号和下标说明 213

第10章 超滤和微滤 215

10.1 工艺概述 215

10.2 超滤和微滤过程中使用的膜 219

10.2.1 微滤膜 219

10.2.2 超滤膜 220

10.3 超滤和微滤过程中使用的膜组件 222

10.4 超滤和微滤工艺中传质过程的模拟 226

10.4.1 扩散模型 228

10.4.2 流体动力学模型 236

10.5 静态过滤(死端式操作) 242

10.6 应用实例 246

10.6.1 城镇废水的清毒和脱磷 246

10.6.2 大众汽车公司卡塞尔厂中处理油乳胶和洗涤水的超滤装置 249

10.7 提纯大分子物料的洗涤工艺(脱除低分子物料) 251

10.8 习题 253

10.8.1 乳清浓缩超滤装置的优化 253

10.8.2 获取纯蛋白的洗涤工艺优化 258

参考文献 264

符号和下标说明 265

第11章 电渗析 268

11.1 工艺过程概述 268

11.2 离子交换膜的原理、制备和特性 270

11.3 电渗析装置的构造和操作方式 274

11.4 电渗析装置的设计 279

11.5 电渗析工艺的成本和应用 289

11.6 各种电渗析工艺 291

11.7 计算实例：天然咸水电渗析工艺的设计 297

参考文献 301

符号和下标说明 303

第12章 渗透汽化 305

12.1 工艺过程概述 305

12.2 膜和膜组件 309

12.3 对生产效率有重大影响的操作参数 312

12.4 渗透汽化过程中传质特性的模拟 316

12.5 工艺设计 320

12.5.1 以经验传质模型为基础的装置设计 320

12.5.2 进行渗透汽化装置设计与优化的思考 321

12.6 应用实例 324

12.7 小结与展望 328

12.8 习题示范：乙醇脱水 329

参考文献 334

符号和下标说明 337

第13章 气体渗透 339

13.1 引言 339

13.2 膜 339

13.2.1 分离机理 339

13.2.2 膜材料 344

13.3 膜组件的结构 348

13.3.1 空心纤维组件/毛细管膜组件 349

13.3.2 卷绕式膜组件 349

13.4 溶解--扩散膜的分离特性 351

13.3.3 垫套式膜组件 351

13.4.1 多组分混合物 353

13.4.2 焦尔-汤姆逊效应 356

13.5 组件和装置设计 366

13.6 应用实例 369

13.6.1 氮的富集 369

13.6.2 从废气中回收溶剂 376

13.7 演算示例 380

参考文献 383

符号和下标说明 384