滲透汽化(滲透蒸發,Pervaporation,簡稱PV)是一種以混合物中組分滲透壓差為推動力,依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率差異來實現混合物分離的新型膜分離技術過程。
均相流體混合體系中各組分在物理化學性質上是存在差異的,各組份在膜中的熱力學性質(溶解度)、動力學性質(擴散速度)存在著差異,導致滲透汽化膜對不同組分具有選擇透過性,使得各組分得以分離。
滲透汽化膜將料液和滲透物分離為兩股獨立的物流,料液側一般維持常壓,滲透物側則通過抽真空的方式維持較低的組分分壓。在膜兩側組分分壓差的推動下,料液中各組分擴散通過膜,并在 膜后側汽化為滲透物蒸汽。由于料液中各組分的物理化學性質不同,它們在膜中的熱力學性質(溶解 度)和動力學性質(擴散速度)存在差異,因而料液中各組分滲透通過膜的速度不同,易滲透組分在滲 透物蒸汽中的份額增加,難滲透組分在料液中的濃度則得以提高。
滲透汽化用于液體混合物的分離,其突出的優點是能夠以低的能耗實現蒸餾、萃取、吸附等傳統的方法難于完成的分離任務,在石油化工、精細化工、日用化工、食品、環保等工業領域中具有廣闊的應用前景及市場,被專家們稱之為二十一世紀最有前途的高技術之一。
1)節能,降低運行成本
滲透汽化技術
——僅少量物料汽化,所需相變潛熱少。
傳統的萃取蒸餾技術和分子篩技術
——物料必須全部汽化,所需相變潛熱多;
——萃取劑也需要蒸餾處理,分子篩再生也需要大量熱能。
2)環保,減少排污
滲透汽化技術
——透過液可以回收處理實現循環利用,整個流程中僅產生很少量的蒸餾殘液。
萃取蒸餾技術
——低濃度有l機溶劑量多,萃取劑也需要蒸餾處理,有大量的殘渣產生。
3)產品質量穩定
滲透汽化技術:
——不引入第三組分,產品不會受到污染。
萃取蒸餾技術:
——萃取劑殘留不僅污染有l機溶劑,還有可能污染產品。
4)物耗低,資源利用率好
滲透汽化技術:
——生產流程簡單,原料損耗少,過程中不引入雜質組分,沒有額外的物料消耗;
萃取蒸餾技術:
——產生大量殘渣,原料損耗大,萃取劑損耗也很大。
總之,采用滲透汽化技術既符合國家降耗減排要求的大趨勢,也會使產品質量得到切實的保障。

滲透汽化膜按材料分為滲透汽化有l機膜和滲透汽化無機膜。滲透汽化無機膜采用分子篩作為膜層材料(核心分離膜層),利用其規則的孔道實現不同組分間分子尺寸的分離,A型分子篩滲透汽化無機膜是通過A型分子篩晶體在管式陶瓷多孔支持體生長形成一層緊密堆積的膜層,孔徑約為4.1A,大于水分子的動力學直徑(~2.9A)而小于大多數有l機溶劑的分子直徑,對水分子表現出良好的擇形選擇性;另一方面,分子篩骨架中硅鋁含量(Si/Al=1)使其具有極強的親水性,使得A分子篩滲透汽化無機膜特別適用于有l機溶劑脫水。
在滲透汽化無機膜脫水過程中,含水混合有l機溶劑經預熱后進入膜組件進料側,而滲透側采用抽真空方式維持一個低壓環境(絕壓2000pa以內)。在進料側,水分子優先吸附于膜表面,在膜兩側水蒸氣分壓差推動下透過膜,并在膜滲透側汽化為水蒸氣。經分離操作后,膜進料側出口得到無水的有l機溶劑產品,而滲透側組分經冷凝后去廢水處理。
武漢智宏根據滲透汽化膜分離過程的特點,結合客戶實際需求等,將滲透汽化無機膜作為核心發展方向,并通過實驗與實踐,積累了大量的企業,為企業提供更節能、環保的有l機溶劑脫水套用新技術。