渗透汽化膜按材料分为渗透汽化有l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l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l机溶剂脱水。
在渗透汽化无机膜脱水过程中,含水混合有l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l机溶剂产品,而渗透侧组分经冷凝后去废水处理。
武汉智宏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、环保的有l机溶剂脱水套用新技术。
渗透汽化用于液体混合物的分离,其突出的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务,在石油化工、精细化工、日用化工、食品、环保等工业领域中具有广阔的应用前景及市场,被专家们称之为二十一世纪最有前途的高技术之一。
1)节能,降低运行成本
渗透汽化技术
——仅少量物料汽化,所需相变潜热少。
传统的萃取蒸馏技术和分子筛技术
——物料必须全部汽化,所需相变潜热多;
——萃取剂也需要蒸馏处理,分子筛再生也需要大量热能。
2)环保,减少排污
渗透汽化技术
——透过液可以回收处理实现循环利用,整个流程中仅产生很少量的蒸馏残液。
萃取蒸馏技术
——低浓度有l机溶剂量多,萃取剂也需要蒸馏处理,有大量的残渣产生。
3)产品质量稳定
渗透汽化技术:
——不引入第三组分,产品不会受到污染。
萃取蒸馏技术:
——萃取剂残留不仅污染有l机溶剂,还有可能污染产品。
4)物耗低,资源利用率好
渗透汽化技术:
——生产流程简单,原料损耗少,过程中不引入杂质组分,没有额外的物料消耗;
萃取蒸馏技术:
——产生大量残渣,原料损耗大,萃取剂损耗也很大。
总之,采用渗透汽化技术既符合国家降耗减排要求的大趋势,也会使产品质量得到切实的保障。
渗透汽化分离工艺主要包括原料预热、膜分离、真空抽吸、产品冷凝等操作单元。膜透过侧采用抽真空加冷凝的方式以形成膜两侧组分的蒸汽分压差。渗透蒸汽在真空抽吸下进入冷凝器冷凝后回收处理。
节能
该分离过程节能效果显著,特别适合共沸物、近沸物的分离,与传统精馏、吸附相比可节能50%以上,收率>99%。
环境友好
不引入和产生第三组分,分离过程全封闭,对环境和产品没有污染,同时少量渗透液可以回收处理并循环使用。
节省空间
装置结构紧凑,与精馏相比可节省4/5空间以上,减少基建投资
简便安全
工艺流程简单,自动化程度高,操作简单安全。
可和其他化工过程耦合,优化工艺流程。