化学工程手册 第18篇 薄膜过程PDF电子书下载

18.1 引言 1

18.1.1 膜的定义 1

18.1.2 膜的分类 1

（1）按膜的性质分类 1

（2）按膜的结构分类 2

（3）按膜的用途分类 2

（4）按膜的作用机理分类 2

18.1.3 膜的分离作用 3

参考文献 4

18.2 膜分离过程综述 5

18.2.1 膜分离过程的发展和现状 5

（1）膜分离过程的历史 5

（2）膜分离的主要应用 7

18.2.2 各种膜分离过程的概述 8

（1）气体的渗透分离 8

（2）反渗透 9

（3）超滤 10

（4）渗析 10

（5）电渗析 11

（6）其他膜分离过程 11

18.2.3 膜分离过程的机理和传递模型 12

（1）以传递机理为基础 12

（2）以不可逆热力学为基础 17

18.2.4 合成膜的制备、性质和应用 22

（1）综述 22

（2）合成膜的形成 26

（3）中空纤维素膜 28

符号表 30

参考文献 31

18.3 气体的膜分离过程 34

18.3.1 基础理论和主要参数 34

（1）分离机理 34

（2）扩散系数、渗透率、溶解度的测定和计算 36

18.3.2 影响气体渗透性的因素 41

（1）微孔膜 41

（2）非多孔膜 43

18.3.3 气体分离膜 55

（1）气体分离膜需符合的主要要求 55

（2）几种高分子聚合膜 57

（3）聚合物膜的改性 58

（4）非对称膜和复合膜 59

（5）多孔膜和液体载体形成的促进分离膜 62

18.3.4 气体膜分离工程设备 63

（1）设备结构 63

（2）操作流程和工艺计算 66

18.3.5 气体膜分离的应用 78

（1）工业气体中氧的回收 78

（2）空气中氧气的富集 80

（3）天然气中氦的提取 81

（4）二氧化碳的分离 82

符号表 84

参考文献 84

附录 美国Westing house氦回收装置的假设性设计要点 86

18.4.1 基本理论和传递方程 90

（1）反渗透的基本原理 90

18.4 反渗透 90

（2）渗透压 91

（3）浓差极化 93

（4）反渗透速率方程 94

（5）A、？、k的测定和推算 95

18.4.2 反渗透膜的制备和性质 98

（1）纤维素膜 98

（2）聚酰胺膜 102

（3）复合膜 106

（4）其它反渗透膜 107

18.4.3 浓差极化和反渗透操作 107

（1）浓差极化的危害和控制 107

（2）膜污染、老化的防治 108

（1）板框式 109

18.4.4 反渗透膜组件 109

（2）管式 110

（3）螺旋卷式 111

（4）毛细管式 111

（5）中空纤维式 111

（6）槽式 112

18.4.5 反渗透设备的设计 113

（1）基本方程 113

（2）流动体系的基本方程 114

（3）径向流动体系的基本方程 116

18.4.6 反渗透的应用 119

（1）苦咸水和海水淡化 119

（2）纯水生产 121

（3）低分子量水溶性组分的浓缩回收 122

参考文献 125

符号表 125

18.5.1 电渗析的基本理论 127

（1）电渗析的基本原理 127

18.5 电渗析 127

（2）离子交换膜的选择透过机理 128

（3）电渗析中的传递过程 129

（4）基本传质方程 130

（5）电极反应及电极电位 131

18.5.2 离子交换膜 132

（1）离子交换膜的种类 132

（2）离子交换膜的性能 133

（3）离子交换膜的制备 142

18.5.3 浓差极化及其控制 143

（1）浓差极化和极限电流密度 143

（4）浓差极化的危害和控制 144

（2）Willson浓差极化公式 144

（3）极限电流密度的测定 144

（5）膜的污染和中毒 145

18.5.4 电渗析器 146

（1）电渗析器的主要部件 146

（2）电渗析器的组装 148

（3）电渗析脱盐的流程 149

（4）电渗析器的能耗 149

18.5.5 电渗析系统设计 151

（1）操作参数的确定 151

（2）膜面积的计算 154

（3）设计过程 154

（1）苦咸水和海水淡化 157

18.5.6 电渗析的应用 157

（2）纯水制备 158

（3）海水浓缩制造食盐 159

（4）废水处理 159

（5）在化工、食品、制药生产中的应用 160

符号表 161

参考文献 161

18.6 超滤 163

18.6.1 基本理论 163

（1）超滤的基本原理 163

（2）超滤过程的基本特性 163

（3）传质系数 164

（4）透过速率方程 164

18.6.2 超滤、微孔过滤和反渗透的比较 166

18.6.3 超滤膜的性质和制备 168

（1）超滤膜的性质 170

（2）超滤膜的制备 171

18.6.4 影响超滤效果的因素 172

（1）超滤（透过）速率 172

（2）膜的寿命 173

（3）膜的清洗和消毒 174

18.6.5 超滤设备和流程 174

（1）设备 174

（2）流程 174

（3）超滤的费用估算 175

18.6.6 设计计算 176

（1）计算方法 176

（2）基础数据 177

（1）食品、制药工业中的应用 179

18.6.7 超滤的应用 179

（2）废水处理 181

符号表 183

参考文献 184

18.7 液体的渗透汽化 186

18.7.1 基本原理和传递模型 186

（1）纯液体的渗透汽化 186

（2）液体混合物的渗透汽化 187

（3）以化学位梯度为传质推动力，且膜中扩散系数不随浓度而变化的简化情况 188

（4）膜内扩散系数与浓度有关，且考虑过程中的伴生现象 189

18.7.2 渗透汽化过程的特点 190

（1）温度的影响 191

（2）膜下游侧压力的影响 191

18.7.3 分离过程的影响因素 191

（3）液体混合物组分间的相互作用对渗透流速的影响 193

（4）渗透液体和高分子膜性质的影响 193

18.7.4 渗透汽化过程所用的膜 199

（1）均相膜 199

（2）非对称性膜 200

（3）复合膜 200

18.7.5 设备计算与操作 201

（1）实验室装置和操作 201

（2）分离装置的计算 201

18.7.6 渗透汽化膜分离过程的应用 205

（1）恒沸物的分离 205

参考文献 206

符号表 206

（3）用渗透汽化法分离有机化合物 206

（2）对于近沸点难分离物系的分离 206

18.8 液膜分离技术 209

18.8.1 液膜的形成和分类 209

（1）单滴型 209

（2）隔膜型 209

（3）乳状液型 209

18.8.2 液膜的分离机理 210

（1）选择性渗透 210

（2）渗透伴有化学反应 210

（3）萃取和吸附 210

18.8.3 影响液膜传质的因素 210

（1）液膜体系组成的影响 210

（2）操作条件的影响 212

（1）烃类混合物的分离 213

18.8.4 液膜分离技术的应用 213

（2）处理含酚废水 214

（3）处理含氨废水 215

（4）金属离子的分离 216

（5）铀的分离 220

（6）气体分离 223

（7）液膜反应器 226

（8）液膜电渗析 227

（9）液膜分离在其它方面的应用 227

18.8.5 数学模型 228

（1）双膜模型 228

（2）有效膜厚恒定模型 229

（4）渐进模型 230

（3）阻力分布模型 230

符号表 231

参考文献 231

18.9 其它膜分离方法及其应用 234

18.9.1 微孔过滤 234

（1）微孔过滤的原理 234

（2）微孔滤膜的性质和制备 234

（3）微孔过滤设备及操作 237

（4）微孔过滤的应用 239

18.9.2 渗析 239

（1）渗析的原理 239

（2）渗析的应用 241

（1）含酶膜反应器的作用和原理 242

18.9.3 含酶膜反应器 242

（2）酶的固定和再生 243

（3）反应器模型 244

（4）固定酶膜反应器的应用 245

参考文献 245

18.10 膜分离过程的前景 247

（1）双极性膜的研究和生产 247

（2）生物技术和生化界中，膜技术的应用 249

（3）仿生膜的研究和应用 249

（4）液膜技术 250

（5）用渗透汽化法分离醇－水和其它恒沸物的研究 251

（6）近年来对膜分离设备方面的进展 251

（7）膜分离与常规分离相结合 252

参考文献 252