现代分离技术综述论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“现代分离技术综述”。
现代分离技术研究与进展
摘要：从现代化工和新技术的发展需求出发，论述了化工分离技术的重要性，以及各新型分离技术的分离原理，应用优点和缺陷以及应用现状，并对当代化工新型分离技术的发展特点进行了探讨。
关键词：现代分离技术；泡膜分离；膜分离；超临界分离
Modern separation technology research and progre Abstract: From the development needs of the modern chemical industry and new technologies ,it discues the importance of chemical separation technology and the principle of all kinds of new separation technologies, as well as advantages and shortcomings of the application, and application status ,in addition, it discues the development characteristics of the contemporary new chemical separation technology.Keywords: modern separation techniques;bubble membrane separation;membrane separation;supercritical separation
无论化学、石油、冶金、食品、轻工等工业都广泛应用分离过程。化工生产中，原料的净制、中间产物和主副产品之间的分离、同位素的分离和重水制备；生化领域中抗菌素的净制、病毒的分离、生物制品的下游技术，冶金工业中矿物的精选等等，都离不开分离技术。
随着工业的现代化，科学研究和生产技术向着高质量、高纯度、精密加工、微型化和高技术密集型发展，而这些都必需有分离过程的密切配合。随着现代工业大型化生产的趋向，分离过程起着重要作用，必需采用有效的分离过程化废为宝，变害为利。因此选择高效、低耗的分离技术还与降低成本、减少能耗以及提高产品质密切联系。科学的发展、学科的交叉提供了这种可能。在使常规分离过程如蒸发、结晶、蒸馏、吸收、萃取、干燥等得到不断完善和发展的同时，又衍生、开发出众多新的分离方法，如泡沫分离、超临界萃取、固膜与液膜分离等，展示了巨大的应用潜势。
1．泡沫分离
泡沫分离技术是近几十年发展比较快的新兴分离技术，通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩的这类方法，总称为泡沫分离技术。泡沫分离技术的研究开发已经有将近一个世纪的历史。作为分离对象的某溶质，可以是表面活性物质和洗涤剂，也可以是不具有表面活性的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或螯合的能力，当在塔式设备内部鼓泡时，该溶质可被选择性的吸附在自下而上的气泡表面，并在溶液主体上方形成泡沫层，将排出的泡沫消泡，可获得泡沫液（溶质的富集回收），在连续操作时，液体从塔底排出，可以直接排放，也可以作为精制后的产品液。
泡沫分离是根据表面吸附的原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气/液界面，随气泡上浮至溶液主体上方，形成泡沫层，将泡沫和液相主体分开，从而达到浓缩表面活性物质（在泡沫层），净化液相主体的目的。从液相主体中浓缩分离的既可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相互亲和的任何溶质，比如金属阳离子、蛋白质、酶、染料等等。另外，一些固体粒子（沉淀微粒或矿石小颗粒），也可以被表面活性物质吸附，从溶液中分离出来。
泡沫分离必须具备两个基本条件，首先，所需分离的溶质应该是表面活性物质，或者是可以和某些活性物质相络合的物质，它们都可以吸附在气/液界面上；其次，富集质在分离过程中借助气泡与液相主体分离，并在塔顶富集。因此，它的传质过程在鼓泡区中是在液相主体和气泡表面之间进行，在泡沫区中是在气泡表面和间隙液之间进行。所以，表面化学和泡沫本身的结构和特征是泡沫分离的基础。
该技术具有3个特点：（1）设备比较简单、能耗低、投资少，而且操作和维修都方便；（2）在常温或低温下操作，因此适用于热敏性和化学性质不稳定的成分的分离；（3）适用于低温度组分的浓缩和同收。尽管泡沫分离技术具有很多优势，但是它也存在着一些不足之处，如表面活性物质大多是高分子化合物，消化量较大，有时也难以回收，泡沫塔内的返混严重影响分离的效率，溶液中的表面活性物质的浓度难以控制等。随着现代工业的发展，泡沫分离技术在一种物质的分离往往需要几种分离方法才能达到分离的要求，泡沫分离常常与萃取、沉降、生化等方法共同应用于化工、生化、食品、医药、污水处理等领域，用以达到更加广泛的使用领域。
因此对泡沫分离技术分离效率的影响因素及其影响程度的研究就显得十分重要。并且分离设备的创新和改善对于泡沫分离技术的工业化应用也起到了重要作用。
为提高泡沫分离的效率，改善泡沫分离设备的性能，有关各种表面活性剂在气-液界面处发生分离的吸附机理以及吸附特性还有待于继续研究，尤其是吸附动力学、以及表面活性物质混合物的竞争吸附。有关吸附动力学和流体力学行为，目前还没有统一的数学模型。此外，由于吸附而引起的溶液粘度等物性的变化，也可能会影响到泡沫排液和泡沫稳定性。聚并对分离效率有显著的作用，所有会影响聚并的因素也应加以研究。单级、半间歇及连续操作的泡沫塔的分离能力已有较详细的论述，而多级逆流或错流模型还需进一步考察。有效的泡沫分离和破沫模型的放大，对于多级泡沫塔的操作也是非常重要的。
2．膜分离技术
膜分离技术是在20世纪末兴起的一种新型分离技术，预计在21世纪还会以更快的速度发展。膜分离技术是以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力(如压力差、蒸汽分压差、浓度差、电位差等)，使得原料侧组分有选择性地透过膜，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。虽然膜分离技术的机理、操作方式各异，但在食品加工、医药和生化技术领域有其独特的适用性。近年来，膜分离已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方而的重要分离技术。
膜分离过程具有以下特点：（1）一般膜分离过程不发生相变化、能耗低；（2）膜分离过程可在常温下进行，特别适合于热敏性物质(如果品、酶、药物)的分离分级和浓缩；（3）适于膜分离过程的对象广泛，大到肉眼看得见的颗粒，小到离子和气体分子；（4）膜分离过程装置简单、操作容易、易于自动控制，维修方便。由于膜材质价格高，大多数膜工艺运行费用昂贵，因此阻碍膜分离技术的进一步推广与普及。
膜分离技术具有分离效率高，设备简单，操作方便，无相变和省能等优点，它在环保领域中的应用潜力很大, 发展前景十分广阔。但是，总体上来讲，膜成本太高，膜污染及压实等问题缩短了膜的使用寿命，这些问题阻碍了膜技术的进一步大规模应用。今后应在以下几方面进行研究：（1）开发耐高温、抗污染、耐酸碱等性质稳定、成本低廉的新型膜材料，以降低造价；（2）开发能充分发挥膜性能的膜组件并向大型化发展；（3）弄清膜污染的机理, 找到解决膜污染的最佳途径以延长膜的使用寿命；（4）建立并完善机理模型, 充分考虑影响膜分离过程的因素, 减少模型中需经实验测定的参数, 用理论指导实践；（5）各种膜分离技术的组合使用、膜分离技术与常规环境处理单元的有机结合、分离性能更高、操作更简便的处理工艺系统是今后的发展的方向。总之, 我国膜分离技术在环保领域中的应用水平与世界先进水平尚有较大差距, 开发适合环保领域应用的高效分离膜及方便、能耗小、易产业化的膜分离过程和大型组件是当务之急。随着膜研究的不断深人, 膜分离技术的应用范围将越来越广。
3．超临界萃取
超临界流体指的是物体处于其临界温度和临界压力以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体的性质。同时还保留气体性能。超临界流体即具有液体对溶质有较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特点。更重要的是超临界流体的许多性质如：粘度、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化很大，因此对选择性的分离非常敏感。
近二三十年来，随着科技进步和生活水平提高，人们对健康、环境有了新的认识，对食品、医药、化妆品等有关身心健康的产品及相关生产方法提出了更高标准和要求。超临界萃取技术作为一种独特，高教，清洁的新型提取、分离手段，在食品工业、精细化工、医药工业、还是环境等领域己展现出良好的应用前景，成为取代传统化学方法的首选。目前，世界各国都集中人力物力对超临界技术基础理论、萃取设备和工业应用等方面进行系统研究，耿得了长足进展。
超临界流体萃取分离是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。与传统化学分离提取方法相比，超临界流体萃取分离技术具有许多优点，但也存在许多问题，主要是处理成本高、设备生产能力低、对有些成分提取率低，另外还有能源的回收、堵塞、腐蚀等技术问题有待解决。但它作为一种国际上公认的绿色提取技术，其本身特性显示它巨大生命力。随着当今社会高度发展，维护和保持一个可持续发展的环境是人类共同的要求和期望，无论是环境保护、污染的治理，还是人们对天然产物和绿色食品的青睐，传统的加工分离技术是难以企及的，所用的这些都预示着超临界技术将会拥有更为广阔的发展空间，目前超临界流体萃取分离技术的研究和应用研究成为国际研究热门，中国有丰富的天然植物、药物资源，开发和利用这些资源具有重要意义，我们应加强超临界流体萃取分离技术的基础理论和应用研究。
由于每种分离方法都存在自身的有点以及缺点，并不是现代分离技术就可以通用所有分离问题。科学技术的不断发展导致分离技术要求越来越高，分离的难度也越来越大。为了适应这些要求，除了对常规分离过程加以改进和加强外，还应不断开发新的分离方法。
参 考 文 献
[1].邓修，吴俊生.化工分离工程[M].北京：北京工业出版社，2000.[2].Karger, B.L.，Grieves, R.B.，Lemlich, R.，et al.，Separation Science, 2(3)135一139.1976 [3].Kiefer, J.E.，Wilson, D.J.，Time一Dependent Foam Flotation Stripping Column Operation, Sep.Sci.Technol 16(2)147一171.1981 [4].Grieves, R.B, Burton, K.E.,Craigmyle, J.A.，Experi-mental Foam Fraction Selectivity Coefficients for the Alkali(Group LA)Metals, Sep.Sci.Techno122(6)1597一1608.1987 [5].Yoshiyuki Okamoto, Foam Separation Procees, Hand6aok ofSeparation Techniques for Chemical
Engineers 173一184.2011 [6].殷钢.周蕊，李深，刘铮.糖一蛋白质混合体系泡沫分离过程研究[J].北学工程.2000,28(6):34-37 [7].曾文炉，李浩然，李宝华.螺旋藻泡载分离法采收的实验室研究[J].过程工程学报,2002,2(1):40-44 [8].杨博，王永华，姚汝华.蛋白质的袍沫分离[J].食品与发醉工业,2000,27(2):76-79 [9].宋沁泡,沫分离法处理含阴高子表面活性剂废水[J].污染防治技术，2000,13(2):123-124 [10].滕美珍，张明友，潘煌.泡沫分离-厌氢-好氢工艺处理表而活性剂废水[J].上海环境科学，2001 , 20(10):492-494 [11].Khan S，Ghosh A K，Ramachandhran V，et al．Synthesis and characterization of low molecular weight cut off ultrafiltrationmembranes from cellulose propionate polymer[J]．Desalination，2000，(128)：57-66． [12].Lin S H，Lan W J．Waste oil/water emulsion treatment by membrane procees[J]．Hazardous Materials，1998，(59)：189-199．
[13].Yang C．Preparation and application in oil-water separation of ZrO2/Al2O3 MF membrane[J]．Journal of Membrane Science，1998，(142)：235-243．
[14].Kong J，Li K．Oil removal from oil-in-water emulsions using PVDF membranes[J]．Separ Purif Technol，1999，(16)：83-93．
[15].陈翠仙，余立新．新膜及膜过程的研究现状及发展动向[J]．水处理技术，1996，22(6)：307-313． [16].屈撑囤，王新强，王耀武．聚电介质在含油污水处理中的应用[J]．西安石油学院学报，1996，11(4)：45-47．
[17].Amjad Z．反渗透-膜技术水化学和工业应用[M]．北京：化学工业出版社，1999：1-32．
[18].高从堦，陈国华．海水淡化技术与工程手册[M]．北京：化学工业出版社，2004：131，252-253． [19].李海波，胡筱敏，罗茜．含油废水的膜处理技术[J]．过滤与分离，2000，10(4)：10-14． [20].朱自强．超临界流体技术-原理和应用[M].北京：化学工业出版社，2000 [21].张镜澄．超临界流体萃取[M]．北京：化学工业出版社，2000 [22].郝常明、黄雪菊浅谈超临界流体萃取技术及其应用[J]．医药工程设计．2003，24(2)1～4 [23].廖劲松、郭勇．超临界流体萃取的应用技术研究[J]．食品科技．2002，12～15 [24].何春茂、粱忠云、刘雄民．超临界C02萃取桂花和茉莉浸膏的研究[J].精细化工，1998，(2)：22 [25].柯于家、郑雯、伍培辉等超临界C02萃取辛香料精油的试验研究[J].中国油脂，2000，25(2)：22～[26].柯于家、林红秀、陈夷君等．超临界C02萃取辛香料精油的试验研氪（II）[J]．中国油脂，2000，25(3)：14～16
分离技术的发展现状和展望摘 要: 简要阐述了分离技术的产生和发展概况，各主要常规和新型分离技术的发展现状、研究前沿及未来的发展方向，并讨论了分离技术将继续推动现代化工......
感谢信是一种以表达感激之情和传达诚挚祝福为目的的书信。在撰写总结时，我们要充分概括自己的经验和教训。大家可以从这些总结范文中找到一些写作技巧和思路。现代分离技术论......
为了更好地规划未来的发展方向，总结是必不可少的。总结要注意逻辑性，内容之间要有明确的关联。以下是一些经典的总结范文，供大家参考和借鉴。现代分离技术论文篇一随着科技的发......
总结能够帮助人们挖掘问题背后的本质，找到解决困难的有效方法。写总结时，要注意考虑受众的需求和背景，采用合适的语言和方式进行表达。接下来是一些名人的励志语录和名言，希望能......
现代企业管理技术论文古典文学常见论文一词，谓交谈辞章或交流思想。当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。下面是现代企业管理技术......
