本發(fā)明涉及一種提高膜萃取效率的方法，屬于料液分離技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
膜萃取又稱固定膜界面萃取，它是膜分離與液液萃取相結(jié)合的一種新型分離技術(shù)。在膜萃取過程中，萃取劑和料液分別在膜兩側(cè)流動，其傳質(zhì)過程是在分隔料液相和萃取相的微孔膜表面進行的。與傳統(tǒng)萃取單元相比，膜萃取具有特殊優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：
(1)膜萃取沒有相水平上的分散和聚結(jié)，因此減少了萃取劑在料液相的夾帶損失；
(2)對萃取劑的選擇要求可以大大拓寬，不必考慮萃取劑物性；
(3)不存在常規(guī)萃取中的“返混”和“液泛”等現(xiàn)象；
(4)可實現(xiàn)同級萃取-反萃過程，可采用萃合物載體促進遷移；
由于上述特點，膜萃取逐漸成為重要的新型萃取手段。公開號為cn1434019的專利文獻中公開了采用中空纖維膜萃取-電反萃取實現(xiàn)發(fā)酵過程有機酸的在線提取和提濃。效率高，條件溫和，設備運行穩(wěn)定，能耗與物耗小，是一種高效新型的傳質(zhì)分離耦合強化技術(shù)。公開號為cn102107924的專利文獻中公開了使用聚丙烯中空纖維膜接觸器作為萃取設備進行預萃取，這種方法可提高絡合萃取效率，使得糠醛廢水處理真正具有經(jīng)濟和環(huán)保價值。公開號為cn103304005的專利文獻中公開了采用中空纖維膜萃取來凈化廢水中的苯酚，將處理液注入膜組件的管程，將含酚廢水注入中空纖維膜組件的殼程，可通過循環(huán)的方式使廢水多次通過同一膜組件或通過多個串聯(lián)的膜組件進行處理，廢水經(jīng)過2級處理后達到國家排放標準。
上述發(fā)明表明，膜萃取技術(shù)應用日趨成熟，應用也越來越廣泛。然而目前膜萃取技術(shù)仍然存在諸多問題，例如萃取速率偏低以及膜的使用壽命較短等，限制了其工業(yè)化的發(fā)展速度。
膜萃取過程中，膜的存在可以增加兩相的接觸面積，有利于提高傳質(zhì)速率，但同時也產(chǎn)生了膜相阻力，不利于傳質(zhì)，這是一對矛盾。一般將溶質(zhì)的遷移過程阻力分為三部分：原料相、萃取劑相和膜相，通常膜相的阻力是最大的。而且，兩個液相的阻力可以通過改變流體流動特性，例如增大流速，錯流流動等形式，進一步減小。例如專利cn1758952公開了一種液-液萃取系統(tǒng)和方法，提供了一種膜萃取的新設備，通過對流體流動的限制，提高了萃取效率，并且提供了更容易更換膜組件的方法。專利cn105561630a提供了一種中空纖維膜萃取器，將中空纖維做成螺旋形式，可以實現(xiàn)兩相局部錯流，整體逆流接觸，對傳質(zhì)利用率高，便于組裝和實現(xiàn)工業(yè)化。
上述專利都致力于提高膜兩側(cè)兩個液相傳質(zhì)效率，而對于膜相本身阻力難以克服。對膜本身而言：孔徑和孔隙率較大的膜，阻力小，萃取效率高，但大的孔徑會降低膜孔的穿透壓，導致操作難度增加，且使用壽命低。相反，孔徑小的膜萃取效率低，但易于操作，且有較長的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決現(xiàn)有膜萃取方法都難以克服膜相本身阻力的問題，進而提出一種提高膜萃取效率的方法。
本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述方法是通過改變膜內(nèi)兩相液面的位置，消除膜阻力實現(xiàn)的。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明使膜內(nèi)兩相界面產(chǎn)生前后位移，使本來膜內(nèi)僅通過擴散進行的傳質(zhì)，產(chǎn)生了流體的整體移動，因此可大大提高膜相傳質(zhì)效率。同時，界面雖然有位移，但僅僅是位置變化，界面本身仍然存在，形成界面的兩相仍然互相獨立，互不干擾。
附圖說明
圖1是脈沖式膜蒸餾示意圖。
具體實施方式
具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種提高膜萃取效率的方法是通過改變膜內(nèi)兩相液面的位置，消除膜阻力實現(xiàn)的。
具體實施方式二：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種提高膜萃取效率的方法的改變膜內(nèi)兩相液面的位置可以通過如下步驟實現(xiàn)：
步驟一、首先開啟與膜材料極性相斥的一相流動閥門，此時液體壓力應小于膜本身的穿透壓；
步驟二、其次開啟另一相流動閥門，并保持該側(cè)壓力小于已開啟的一相；
步驟三、兩側(cè)穩(wěn)定流動后，反復調(diào)節(jié)某一相的閥門開度，或同時反復調(diào)節(jié)兩相的閥門開度，使得膜兩側(cè)壓差反復變化。
具體實施方式三：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種提高膜萃取效率的方法的改變膜內(nèi)兩相液面的位置可以通過如下步驟實現(xiàn)：
步驟一、將膜組件固定在震動設備上；
步驟二、啟動震動設備，使膜本身產(chǎn)生徑向震動，進而使兩相界面與膜發(fā)生相對位移。
具體實施方式四：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種提高膜萃取效率的方法的步驟二中使膜本身產(chǎn)生徑向震動，保證兩相界面在膜內(nèi)移動，不會移動到膜外側(cè)。
具體實施方式五：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種提高膜萃取效率的方法，必須保證膜內(nèi)兩相界面的相對位移量小于膜厚度，即保證位移發(fā)生在膜內(nèi)部。
實施例：
利用二甲苯萃取水中的醋酸，中空纖維聚丙烯膜，孔隙率為0.38，曲率因子為1.97，外徑1.8mm，內(nèi)徑1.2mm，組件內(nèi)徑40mm，有效長度235mm，膜面積88.7cm2。水相流速20cm3/min，有機相流,20cm3/min，初始水相中醋酸濃度為0.0023mol/com3。
保持兩端壓差為40psi，總傳質(zhì)系數(shù)為400m/sec；
采用反復改變壓差的方法，其他條件不變，將壓差30psi至50psi之間每5秒反復變化，其總傳質(zhì)系數(shù)可達到600m/sec，其傳質(zhì)效果有顯著提升。同時，對比試驗表明，如果單純改變壓差值，例如將壓差固定在50psi或70psi，其總傳質(zhì)系數(shù)與壓差為40psi時基本相同，未有顯著變化。這表明壓差的反復變化導致了傳質(zhì)效率的提高。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。