无机膜概述

无机膜的发展始于20世纪40年代,至今发展已经历三个阶段。由于无机膜的优异性能和无机材料科学的发展,无机膜的应用领域日益扩大,将无机膜与催化反应过程结合而构成的膜催化反应过程被认为是催化学科的未来三大发展方向之一。因此无机膜的应用成为当前膜技术领域的一个研究开发热点。

我国的无机膜研究始于20世纪80年代末,通过国家自然科学基金及各部委的支持,我国已能在实验室制备出无机微滤膜、超滤膜以及金属钯膜。进入九十年代,国家科技部对无机陶瓷微滤膜的工业化技术组织了科技攻关,推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。2002年第七届国际无机膜大会在中国召开,标志着我国无机膜的研究与工业化应用已经进到国际领先水平。


无机膜特点

无机膜是由无机材料加工而成,是一种固态膜,以无机材料科学为基础的无机膜具有聚合物分离膜所无法比拟的优点:

1、孔径分布窄、分离效率高,过滤效果稳定。

2、化学稳定性好,耐酸、碱、有机溶剂。

3、耐高温,可用蒸气反冲再生和高温消毒灭菌。

4、抗微生物污染能力强,适宜在生物医药领域应用。

5、机械强度大,可高压反冲洗,再生能力强。

6、无溶出物产生,不会产生二次污染,不会对分离物料产生负面影响。

7、分离过程简单,能耗低,操作运转简便。8、

膜使用寿命长…………


无机膜分类

※※ 无机分离膜从表层结构上可以分为:致密膜和多孔膜两大类。应工业化生产的需要,目前,多孔陶瓷膜应用较为成熟和广泛。

※※ 无机膜按照制膜材料,可以分为:陶瓷膜、金属膜、合金膜、高分子金属络和物膜、分子筛复合膜、沸石膜、玻璃膜等。

※※ 无机膜按照结构特点,可以分为:非担载膜(主要在实验室和科研工作中居多)和担载膜(主要应用于工业化生产居多) 。


无机膜结构

工业上应用推广极为成功的无机多孔分离膜元件,该膜元件主要由以下三层结构构成:

※※ 多孔载体

※※ 过渡层

※※ 活性分离层


无机膜元件、膜组件

◎ 无机膜元件

从微观角度来看,无机膜元件有对称和非对称两种结构。由于非对称膜元件具有处理效果稳定、机械强度高、高渗透通量等优势,因而,是目前工业化应用的主要形式。

从几何外形来看,商业无机膜有多种形式:多通道、管式、平板式、蜂窝体等。

鉴于工业化生产需要较大的过滤面积,且多通道膜元件采用的是错流过滤方式,不同于其他膜过滤形式,况且其具有安装简便、机械强度高、适合于工业化大生产应用等优点,因而多通道无机膜成为工业生产应用的主要产品。


◎ 无机膜组件

为了保证无机膜元件的正常使用,我们是要求将膜元件和膜外壳配套使用的,因此膜组件应运而生了。通常膜组件的形式按照装填膜元件的支数命名,非常简单明了。

无机膜的具体应用在是在分离和反应过程中以膜组件形式出现。无机膜组件是由1根、3根、7根、19根、37根或者是更多的根数的膜元件组成,这就根据具体使用者实际生产或者实验的要求而定了。一台无机膜设备通常包括很多膜组件。


无机膜元件、膜组件无机膜分离系统过滤方式

无机膜分离系统包括膜组件、原料输送系统、压力流量测量控制系统等等。采用的主要是错流过滤方式,与终端过滤不同的是,错流过滤存在着渗透液和循环流体两股液体。


无机膜应用领域

膜分离技术以其节能效果显著、操作维护简便、控制简易而受到广大用户的普遍欢迎。选择适当的膜分离过程,可替代真空过滤、板框压滤、离子交换多种传统的分离与过滤方法。

无机膜的应用主要涉及液相分离与净化,气体分离与净化和膜反应器三个方面。无机膜的工业化应用主要集中于液相分离领域,无机膜在液体分离方面的应用主要是微滤和超滤,其中使用最多的是无机陶瓷膜,占据了80%的市场。

◇ 食品饮料

※ 植(药)物深加工

※ 果汁、蔬菜汁

※ 乳品工业

※ 农产品深加工

※ 低聚糖、多糖

※ 食品添加剂、天然色素、调味品

※ 果酒、啤酒、黄酒、葡萄酒、低度白酒等

◇ 生化医药

※ 生物发酵液

※ 有机酸发酵液

※ 蛋白、酶

※ 中药、保健品口服液

※ 动物血浆、血清

◇ 化学工业

※ 合成印染料

※ 染料、化工中间体

※ 合成及微生物农药

※ 催化剂颗粒回收利用

※ 有机化工原料的回收

※ 精制化工酸、碱液

◇ 环境工程

※ 饮料工业、食品工业等各类工艺用水的制备

※ 食品、生物发酵、染料等工艺废水处理

※ 制浆造纸、纺织工业、脱脂废水处理

※ 含油废水处理

◇ 空气过滤

在气体分离领域应用主要包括气体(空气)的净化和气体组分的分离,但目前成功应用的仅是铀同位素的分离,其他气体净化与分离过程均处于研究开发过程中。