陶瓷膜实验

中北大学化工原理课程组实验九无机陶瓷膜分离技术实验一、实验目的二、基本原理三、实验步骤四、实验报告要求五、思考题中北大学化工原理课程组实验目的1.了解无机膜分离新技术；2.了解无机陶瓷膜性能特点；3.掌握影响无机膜分离过程的主要因素；4.掌握无机陶瓷膜分离过程的实验操作技能。中北大学化工原理课程组基本原理无机膜分离是一种新型的分离技术，它是借助于膜的选择渗透作用对混合物进行分离、分级、提纯、和富集的方法。无机陶瓷膜是无机膜中最常用的一种。陶瓷膜是以陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化钛等制成的不对称分离膜，呈单管状和多通道状，管壁密布微孔。在操作压差的作用下，小于膜孔孔径的粒子及溶剂流可以通过无机陶瓷膜而形成透过液；主流体在管路内循环，浓缩至一定程度后，收集或排放。无机陶瓷膜分离过程可以近似地认为是一个错流过滤的过程。实验所用无机多孔分离膜主要由三层结构构成：多孔载体，过度层，活性分离层。如图所示。中北大学化工原理课程组渗透液多孔载体的作用是保证膜的机械强度，对其要求是有较大的孔径和孔隙率，以增加渗透性，减少流体输送阻力。多孔载体的孔径一般是10~15µm左右，其形式有平板、管式以及多通道蜂窝状，而以后者居多。多孔载体一般由三氧化二铝、二氧化锆、碳、金属、陶瓷以及碳化硅材料制成。基本原理中北大学化工原理课程组基本原理V4排放口V2V12V3P31V54排放口V7排放口V83P2P1T3a排放口透过液出口V9V6c接空压机b放空口5P4无机陶瓷膜分离实验流程图1--原料罐；2--原料泵；3—转子流量计；4--膜组件；5--缓冲罐a，b，c--电磁阀；Vl-9--阀门；P1-4--压力表；T—温度表中北大学化工原理课程组1.关闭所有阀门；2.加料液至原料罐中约10—20L；打开阀门Vl，V3、V6、V8及电磁阀a（电磁阀的开关在控制面板上）；3.启动原料泵；4.调节阀门V3、V8至所需流量和操作压差；观察主流体及透过液的流动情况；用量筒在透过液出口处测量单位时间内透过液的流量（mL/min）；5.采用单因素分析的方法，测定透过液通量随操作压差、流量的变化规律。固定流量，测定不同操作压差下透过液通量；固定操作压差，测定不同流量下的透过液通量（需要同时调节阀门V3、V8）；实验步骤中北大学化工原理课程组6.反冲洗。关闭阀门V3、V6及电磁阀a（此时V8打开）；打开电磁阀c，启动空压机至压力表P3的读数为0.3～0.4MPa，关闭空压机及电磁阀c；过一段时间后，观察气体在转子流量计3及原料缺罐中的流动情况（在这个过程中完成气体对污染膜表面的反冲洗过程）；反冲过程结束后，打开电磁阀b将剩余的空气排空；7.运行结束后打开阀V2、V4、V5、V6、V7、V9，放空系统中的料液；反复清洗设备及管路；8.关闭所有阀门。实验步骤中北大学化工原理课程组实验报告要求1.描述实验中的无机陶瓷膜分离过程；2.在坐标纸上绘制透过液通量随操作压差及流量的变化曲线；3.说明对于无机陶瓷膜分离性能有哪些主要指标，对于透过液通量有哪些主要影响因素。中北大学化工原理课程组实验思考题进料液的温度对处理过程有什么影响？膜被污染后如何处理？