现代分离技术

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第一章绪论

1.分离过程分为哪几类?

答:机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离。

2.列举出几种机械分离的过程。

答:过滤、沉降、离心分离、旋风、电除尘。

3.传质分离过程是如何分类的?举例说明。

答:平衡分离:蒸发、闪蒸、吸收、萃取、吸附、离子交换、萃取蒸馏、热泵、结晶;

速率控制分离:气体渗透、反渗透、渗析、渗透蒸发、泡沫分离、色谱分离、区域熔融、热扩散、电渗析、(膜)电解。

4.列举出几种典型的反应分离技术。

答:可逆反应(离子交换、反应萃取)、不可逆反应(反应吸收、反应结晶)、分解反应:生物分解反应(生物降解)、电化学反应(双极膜水解反应)、光反应。

第二章膜分离技术

1.按照膜的分离原理和推动力不同可将膜分为哪几类?

答: 微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜、离子交换膜、渗透汽化膜、气体膜、渗析膜

2.按照膜的形态分类,可分为那几种?

答:平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷石膜

3.按膜的结构分,固体膜如何分类?

答:对称膜、非对称膜、复合膜

4.按膜的孔径大小是如何分类的?

答:多孔膜和致密膜

5.NF、MF、UF、RO的推动力是什么?

答:压力差

6.目前实用的有机高分子材料有哪些?

答:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类

7.醋酸纤维类膜有哪些优缺点?

答:优点:醋酸纤维素性能稳定。

缺点:(1)高温和酸、碱存在下易发生水解;(2)易受微生物侵蚀;

(3)pH值适应范围较窄;(4)不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。

8.醋酸纤维类膜的结构如何?

答:是一种非对称的多孔膜,最上面是表皮层,中间是过滤层,最下面是支撑层(多孔层),多孔层占总膜厚度的99%

9.固体膜的保存应注意哪些问题?

答:主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜;而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。膜的收缩主要发生在湿抬保存是的失水,当膜与高浓度溶液接触时,也会造成膜的变形收缩。

10.工业上应用的膜组件有哪些?

答:工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种

11.在上述四种膜组件中装填密度最大的是哪一种?料液流速最快的是哪一种?答:速度最快的是中空纤维式;料液流速最快的是管式。

12.什么叫浓度极化?如何消除浓度极化现象?

答:在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。

可通过降低膜两侧压差,减小料液中溶质浓度,改善膜面流体力学条件,来减轻浓差极化程度,提高膜的透过流量。

13.RO、MF、NF、UF有哪些共同点和不同点?

答:共同点:(1)推动力相同都是压力差(2)溶剂分子都可以通过;

不同点:截留的溶质的颗粒大小不同,RO只允许溶剂分子通过,MF截留细菌,病毒。

14.反渗透装置的主要部件有哪些?保安过滤器有什么作用?

答:主要部件:压力容器(膜壳)、高压泵、保安过滤器、自动控制与仪器仪表、辅助设备。保安过滤器是反渗透装置的最后一级过滤器,保证膜安全的过滤器。

15.什么叫级和段?

答: 级---是指进水(料液)经过一次高压泵加压后通过膜装置的过程。

段---前一组膜组件的浓水流经下一组膜组件处理,流经几组膜组件即称为几段。

16.制备反渗透膜的膜材料有哪些?

答:制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。

17.超滤和微滤的基本操作模式有哪几种?

答:死端过滤(全过滤)和错流过滤(分为间歇式和连续式)。

18.举例说明超滤技术的应用领域?

答:(1)纯水的制备

(2)食品工业中的废水处理

(3)汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理

(4)果汁、酒等饮料的消毒与澄清

(5)在医药和生化工业中用于处理热敏性物质

(6)造纸厂的废水处理

19.举例说明微滤技术的应用领域?

答:(1)微粒和细菌的过滤(2)微粒和细菌的检测。

(3)气体、溶液和水的净化(4)食糖与酒类的精制

(5)药物的除菌和除微粒

20.如何根据溶液中溶质的分子量和颗粒大小选择膜分离的方法?

答:分离溶液中分子量低于500的低分子物质,应该采用反渗透膜;分离溶液中分子量大于500的大分子或极细的胶体粒子用超滤膜,而分离溶液中的直径

0.1~10μm的粒子应该选微孔膜

21.离子交换膜按照交换离子的性能是如何分类的?

答:阳离子膜、阴离子膜、双极膜。

22.电渗析的核心部件是什么?

答:离子交换膜

23.电离NaCl采用阳离子交换膜与采用双极膜这两种方法得到产物是否相同?答:不同。阳离子交换膜得到的是C l2H2和NaOH溶液,双极膜得到的是盐酸和NaOH溶液。

24.以透水为目的的渗透蒸发膜较好的膜材料是什么?

答: 以透水为目的的渗透蒸发膜,应该有良好的亲水性,因此聚乙烯醇(PV A)和醋酸纤维素(CA)都是较好的膜材料。

25. 以透醇为目的的渗透蒸发膜较好的膜材料是什么?

答: 以透过醇类物质为目的时,憎水性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)则是较理想的膜材料。

26.分离H2的气体膜材料有哪些?

答: 主要有醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺(性能最好)。

27.分离富集O2的气体膜材料有哪些?

答:聚二甲基硅氧烷(PDMS)及其改性产品、含三甲基硅烷基的高分子材料。28.液膜分离法有哪些特点?

答:优点:传质速度快,选择性好,分离效果好;

缺点:强度低,易破损,稳定性差,操作过程较复杂。

29.液膜有哪些部分组成?

答:膜溶剂(膜的基体)、表面活性剂(控制膜的稳定性)、流动载体。

30.液膜的类型?应用广泛的是那种?

答:支撑型、、乳液型乳液型

31.用液膜分离法处理含酚废水说明夜魔分离技术的一般步骤?

答:(1)制备膜相(2)液膜渗透(3)澄清分离(4)破乳

32.画出反渗透制备纯净水的工艺流程图?