技术原理
渗透汽化膜按材料分为渗透汽化有机膜和渗透汽化无机膜。渗透汽化无机膜采用分子筛作为膜层材料(核心分离膜层),利用其规则的孔道实现不同组分间分子尺寸的分离,A型分子筛渗透汽化无机膜是通过A型分子筛晶体在管式陶瓷多孔支持体生长形成一层紧密堆积的膜层,孔径约为4.1A,大于水分子的动力学直径(~2.9A)而小于大多数有机溶剂的分子直径,对水分子表现出良好的择形选择性;另一方面,分子筛骨架中硅铝含量(Si/Al=1)使其具有极强的亲水性,使得A分子筛渗透汽化无机膜特别适用于有机溶剂脱水。
在渗透汽化无机膜脱水过程中,含水混合有机溶剂经预热后进入膜组件进料侧,而渗透侧采用抽真空方式维持一个低压环境(绝压2000pa以内)。在进料侧,水分子优先吸附于膜表面,在膜两侧水蒸气分压差推动下透过膜,并在膜渗透侧汽化为水蒸气。经分离操作后,膜进料侧出口得到无水的有机溶剂产品,而渗透侧组分经冷凝后去废水处理。
根据渗透汽化膜分离过程的特点,结合客户实际需求等,将渗透汽化无机膜作为核心发展方向,并通过实验与实践,积累了大量的企业,为企业提供更节能、环保和高效的有机溶剂脱水套用新技术。
工艺流程
分子筛无机膜渗透汽化脱水分离工艺主要包括原料蒸发器、预热器、气液分离器、膜组件(含补热)、真空冷凝(抽滤)系统、产品冷凝器等操作单元。膜下游侧采用抽真空加冷凝的方式回收冷凝渗透液(主要是水),成品通过串联的膜组件逐渐脱水,直至客户要求的无水有机溶剂
应用领域
技术特点
采用无机渗透汽化膜分离技术进行有机物溶剂脱水,可代替蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法,能够以低能耗获得高质量的产品,实现常规方法很难或无法实现的分离要求,在有机物或混合有机物中少量或微量水分的脱除上更具有明显的优势。与传统的精馏方式等相比,无机渗透汽化膜装置具有以下优点:
1.运行能耗低,分离效率高,产品收率>99%;
2.过程简单,占地小,与精馏设备相比节省空间80%以上,操作方便,PLC全自动系统控制,只需1人即可维护设备现场;
3.不引入第三组分,产品纯度高,品质稳定,过程绿色无污染;
4.膜管使用过程无需清洗,热化学稳定性好,使用寿命长;
5.设备易损件少,维修费用低,膜组件更换方便,可根据产量变化增减膜组件数量;
6.和渗透汽化有机膜相比,膜通量高、分离系数大、无溶胀、耐溶剂耐腐蚀性强;
7.节能75%以上,所需能耗只有恒沸精馏和吸附的20-25%。