膜材料與膜組件

時(shí)間：2023-03-24 05:44:27來源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

膜材料與膜組件

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

從制膜過程得到的膜僅僅是具有選擇性透過功能(即分離功能)的材料，絕大多數(shù)情況下，這些膜材料并不能直接應(yīng)用于分離工程中，而需要將一定面積的膜裝填到某種開放或封閉的殼體空間內(nèi)構(gòu)造成一定形式和結(jié)構(gòu)的單元(unit)，即膜組件(membrane module)，在一定意義上，可以說是膜組件直接推動(dòng)了膜分離技術(shù)的普遍應(yīng)用。膜組件的設(shè)計(jì)需要考慮以下4個(gè)方面主要問題：a.分離膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)有平板、中空纖維、管式等不同形式，由它們制作成組件的結(jié)構(gòu)有很大的差別；b.由于分離對(duì)象的不同、運(yùn)行過程中對(duì)化學(xué)環(huán)境、溫度、壓力等工藝條件的要求不同，需要設(shè)計(jì)組件的密閉性、殼體等封裝質(zhì)材；c.在膜分離工程運(yùn)行過程中，不可避免地出現(xiàn)膜的污染或濃差極化，導(dǎo)致膜的分離速度(通量)下降，因而在設(shè)計(jì)組件時(shí)要充分考慮流體在組件內(nèi)的流程和膜污染清洗的流程；d.要考慮組件制作的方便性、維修的方便性以及組件間組合實(shí)現(xiàn)模塊化的方便性?？梢钥闯?，膜組件的設(shè)計(jì)涉及材料、化學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械、工程和過程等多學(xué)科的知識(shí)。獲得具有優(yōu)異性能的分離膜，只是膜分離技術(shù)的必要條件之一，膜材料性能在膜分離技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，還必須以合理膜組件為載體。正是這個(gè)原因，目前市場(chǎng)上銷售的絕大多數(shù)是膜組件，而非僅僅是膜材料。

盡管膜組件是膜從材料走向應(yīng)用的載體，在膜科學(xué)與技術(shù)中占有重要的地位，而且膜組件制備技術(shù)在20世紀(jì)60～70年代已取得突破性進(jìn)展，但這是一個(gè)反常的現(xiàn)象，很多研究者并沒有充分意識(shí)到膜組件設(shè)計(jì)的重要性。其中部分原因在于多數(shù)膜組件是由相關(guān)公司內(nèi)部開發(fā)，相應(yīng)的多數(shù)膜組件設(shè)計(jì)與制作技術(shù)也因只在專利中出現(xiàn)而被眾多學(xué)者所忽視。目前看來，雖然組件的制作受膜材料的限制，早期膜組件設(shè)計(jì)水平和制作技術(shù)相對(duì)于膜材料有些滯后，但是，一旦合理的膜組件的結(jié)構(gòu)和制作技術(shù)被開發(fā)出來，多數(shù)情況下它們就可以直接用于新材料，即膜組件的結(jié)構(gòu)和制作工藝相對(duì)于膜材料又具有獨(dú)立性和更普遍的適用性。本節(jié)以下的內(nèi)容簡要介紹幾種常見膜組件的結(jié)構(gòu)、組件內(nèi)流體流程和組件應(yīng)用等特點(diǎn)。

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