空氣動力干擾
[拼音]:yemo fenli
[英文]:liquid membrane separation
一種以液膜為分離介質,以濃度差為推動力的膜分離操作。液膜分離涉及三種液體:通常將含有被分離組分的料液作連續相,稱為外相;接受被分離組分的液體,稱為內相;成膜的液體處於兩者之間,稱為膜相。在液膜分離過程中,被分離組分從外相進入膜相,再轉入內相,濃集於內相。如果工藝過程有特殊要求,也可將料液作為內相,接受液作為外相。這時被分離組分的傳遞方向,則從內相進入外相。液膜分離與液液萃取雖然機理不同,但都屬於液液系統的傳質分離過程。液膜分離也有稱為液膜萃取的。水溶液組分的萃取分離,通常需經萃取和反萃取兩步操作,才能將被萃組分通過萃取劑轉移到反萃液中。液膜分離系統的外相、膜相和內相,分別對應於萃取系統的料液、萃取劑和反萃劑。液膜分離時三相共存,使相當於萃取和反萃取的操作在同一裝置中進行,而且相當於萃取劑的接受液用量很少。
分離用液膜
兩種主要型別:
(1)乳化液膜。先將內相溶液以微液滴(滴徑為 1~100μm)形式分散在膜相溶液中,形成乳液(稱為制乳);然後將乳液以液滴(滴徑為0.5~5mm)形式分散在外相溶液中,就形成乳化液膜系統(圖1)。
液膜的有效厚度為 1~10μm。為保持乳液在分離過程中的穩定性,膜相溶液中加有表面活性劑和穩定新增劑。接受了被分離組分的乳液,還須經過相分離,得到單一的內相溶液,再從中取得被分離組分,並使膜相溶液返回用以重新制備乳液。對乳液作相分離的操作稱為破乳,方法是用高速離心機作沉降分離,或用高壓電場促進微液滴凝聚,或加入破乳劑破壞微液滴的穩定性,然後再作分離。
(2)固定液膜。又稱支撐液膜,是微孔薄膜浸漬以膜相溶液後形成的由固相支撐的液膜。支撐液膜比乳化液膜厚,而且膜內通道彎曲,傳質阻力較大,但它不需制乳和破乳,操作較為簡便,更適合於工業應用。
分離機理
有以下幾種型別 (圖2):
①選擇性滲透(圖2a)。利用混合物中各組分透過液膜的滲透速率的差別,實現組分分離,如烷烴與芳烴的液膜分離。
(2)內相有化學反應(圖2b)。被分離組分 A透過液膜後與內相中的反萃劑R發生化學反應,反應產物P不能透過液膜。如用液膜分離法使廢水脫酚時,酚透過液膜後與內相中的NaOH反應生成酚鈉。
(3)膜內新增活動載體(圖2c)。載體 R1作為滲透組分A在膜內傳遞的媒介。載體相當於萃取劑中的萃取反應劑,在外相與液膜的介面處,與滲透組分A生成絡合物P1,P1在液膜內擴散到內相與液膜的介面,與內相中的反萃劑R2作用而發生解絡,組分A進入內相;解絡後的載體在液膜內擴散返回外相與液膜介面,再一次進行絡合。這方面的試驗研究有鈾的提取和含鉻廢水的處理等。此外,液膜的外介面還能選擇性地吸附料液中的懸浮物。液膜分離雖具有傳質推動力大,傳質速率高,接受液用量少等優點,但過程的可靠性較差,操作採用乳化液膜時,制乳、破乳困難,故適用範圍較小,至今尚處於試驗階段。