[其他]關于利用兩種液體之間存在的滲透壓差濃縮液體及其相應的設備

無效

• 申請號: 85109400
• 申請日: 1985-12-27
• 公開（公告）號: CN85109400A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發明（設計）人: 米歇爾·塞奇·馬克西姆·利費布弗
• 申請（專利權）人: 賽林斯研究有限公司
• 主分類號: B01D13/00
• 分類號: B01D13/00;B01D13/01;B01D13/04;C02F1/44
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

本發明是關于利用兩種流體之間存在的滲透壓差濃縮液體及其相應的設備。

利用反滲透濃縮溶液，如流體食品，以及從海水制備飲用水，如與傳統的蒸發和蒸餾方法相比較，在許多情況下使得生產成本昂貴。然而，通過排除因親水的反滲透薄膜所造成的污垢問題，可以大大地降低成本。這種反滲透薄膜的濕潤性具有牢固粘附如有機色素、各種無機鹽、懸浮物及膠質的污垢的性質。在某些情況下，通過沉淀和過濾預處理方法，可以使污垢減輕。可是，由此而使得整個工藝的成本大大增加，降低了反滲透技術的吸引性。

為便于各種應用即所謂薄膜蒸餾和人工充氧，現在已經發展了多種孔徑大小的疏水薄膜。

通常，疏水薄膜是用疏水聚合物如聚四氟乙烯（TEFLON）或聚丙烯制得，例如命名為…CELGARD的薄膜。

疏水薄膜也可以由經過特殊處理、使在表面具有氟代烴基的網狀結構的親水聚合物制得。

在醫療工業上，疏水薄膜廣泛地用于血的人工充氧。該人工充氧裝置用后即扔掉，而且，醫院里用起來特別方便。

大家知道，薄膜蒸餾法取決于兩種溶液之間的溫度梯度。但是，迄今為止還無人論及，薄膜蒸餾或滲透蒸餾法取決于兩種溶液之間的滲透壓差。

本發明的目的是提供增加薄膜的疏水性的方法，并提供用所說的方法制備薄膜。

本發明進一步的目的是提供利用兩種液體之間滲透壓差（即滲透壓力梯度）濃縮液體的方法及其所用的設備。

本發明的另一個目的是將該薄膜充氧裝置循環用于薄膜分離工藝，利用兩種液體之間滲透壓差作為動力，以便使滲透壓力較低的液體得到濃縮;或者回收因兩種液體之間滲透壓差而存在于兩種潛能不同的液體之間的部分有用能量。

本發明還有一個進一步的目的是提供濃縮稀溶液的方法及其所用的設備，它是通過薄膜蒸發或薄膜蒸餾方法，使溶劑以汽態通過疏水性的（非潤濕）薄膜，從稀溶液轉移到滲透壓較高的濃溶液中。

本發明還有一個目的是提供通過薄膜蒸餾和反滲透法相結合的方法，從溶液中分提或者回收溶劑的方法。

以上所說的本發明的目的，以及本發明的其它目的從發明的以下說明會更加清楚。

根據本發明的一個觀點，要提供擴散膜，以便通過薄膜蒸餾來濃縮滲透壓較低的稀溶液，擴散膜含有疏水微孔基體，其中稀溶液中的溶劑在滲透壓力梯度作用下，以氣態經過擴散膜，從一側移到另一側。

根據本發明，制作該擴散膜的方法包括，用試劑對微孔基體進行化學處理，以增加其疏水性能或非潤濕性能。

根據本發明的另一個觀點，提出用于濃縮滲透壓較低的第一種液體的薄膜蒸餾的方法（所謂滲透蒸餾）該法是通過在微孔疏水薄膜的一側循環所說的液體，同時，在薄膜的另一側循環滲透壓較高的第二液體，從而使所說的第一液體中的溶劑，以氣態穿過薄膜，轉移到第二液體中，而達到濃縮第一液體的目的。

根據本發明的另一個觀點，提供了分餾滲透濃度較低的初級液體的設備，并從中回收溶劑，包括：

（ⅰ）用于薄膜蒸餾的擴散膜含有一種疏水微孔基體，其中，在滲透壓力梯度作用下，使擴散膜一側的初級液體中的溶劑以氣態經過擴散膜，轉移到擴散膜另一側的滲透濃度較高的第二液體中;（ⅱ）用于反滲透的第二擴散膜，可以使來自前面步驟的稀釋第二液體，不斷分解而再生;以及循環第二溶液并回收從初級液體轉移的溶劑。

根據本發明的另一個觀點，提供了從滲透濃度較低的初級液體（如海水）中回收溶劑（例如飲用水）的方法，包括：

（ⅰ）用從滲透濃度較高的第二液體中分離初級液體的擴散膜，將初級液體進行薄膜蒸餾，其特征在于，所說的擴散膜含有疏水微孔基體，并且，在所說的初級液體和第二液體之間有蒸汽壓梯度存在，從而使擴散膜一側的初級液體中的溶劑以氣態經過擴散膜，轉移到擴散膜另一側的第二液體中。

（ⅱ）用反滲透方法，使前面步驟中的稀釋的第二液體進一步進行反滲透，從而回收溶劑（例如飲用水）。

薄膜蒸餾法可以將類似海水、果汁、牛奶及咖啡等稀溶液濃縮，即在滲透壓作用下，使水以汽態經過疏水的（非潤濕性的）、無污垢的薄膜，而進入無污垢物質的濃縮鹽水（例如硫酸鎂、硫酸鎂溶液）。然后，可以用反滲透，處理濃縮溶液，以便再次濃縮，并且可以再循環到薄膜蒸餾裝置中，當處理海水時便可以回收飲用水。用該方法，可以大大增加反滲透薄膜的預期壽命。

參考附圖，進一步描述本發明，其中，

圖1用示意圖表示了依靠海水或者濃縮的鹽水用滲透蒸餾法濃縮果汁。