膜材料與膜組件

時間：2023-03-24 05:44:27來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

膜材料與膜組件

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

從制膜過程得到的膜僅僅是具有選擇性透過功能(即分離功能)的材料，絕大多數情況下，這些膜材料并不能直接應用于分離工程中，而需要將一定面積的膜裝填到某種開放或封閉的殼體空間內構造成一定形式和結構的單元(unit)，即膜組件(membrane module)，在一定意義上，可以說是膜組件直接推動了膜分離技術的普遍應用。膜組件的設計需要考慮以下4個方面主要問題：a.分離膜的形態結構有平板、中空纖維、管式等不同形式，由它們制作成組件的結構有很大的差別；b.由于分離對象的不同、運行過程中對化學環境、溫度、壓力等工藝條件的要求不同，需要設計組件的密閉性、殼體等封裝質材；c.在膜分離工程運行過程中，不可避免地出現膜的污染或濃差極化，導致膜的分離速度(通量)下降，因而在設計組件時要充分考慮流體在組件內的流程和膜污染清洗的流程；d.要考慮組件制作的方便性、維修的方便性以及組件間組合實現模塊化的方便性。可以看出，膜組件的設計涉及材料、化學、流體力學、機械、工程和過程等多學科的知識。獲得具有優異性能的分離膜，只是膜分離技術的必要條件之一，膜材料性能在膜分離技術的實現，還必須以合理膜組件為載體。正是這個原因，目前市場上銷售的絕大多數是膜組件，而非僅僅是膜材料。

盡管膜組件是膜從材料走向應用的載體，在膜科學與技術中占有重要的地位，而且膜組件制備技術在20世紀60～70年代已取得突破性進展，但這是一個反常的現象，很多研究者并沒有充分意識到膜組件設計的重要性。其中部分原因在于多數膜組件是由相關公司內部開發，相應的多數膜組件設計與制作技術也因只在專利中出現而被眾多學者所忽視。目前看來，雖然組件的制作受膜材料的限制，早期膜組件設計水平和制作技術相對于膜材料有些滯后，但是，一旦合理的膜組件的結構和制作技術被開發出來，多數情況下它們就可以直接用于新材料，即膜組件的結構和制作工藝相對于膜材料又具有獨立性和更普遍的適用性。本節以下的內容簡要介紹幾種常見膜組件的結構、組件內流體流程和組件應用等特點。

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