4.0 膜分离中的传递过程

4.1 引言

       膜分离过程中的传递现象,包括膜内传递过程和膜外传递过程两种。膜内的传递过程要考虑两个问题，其一是气体、蒸汽、溶质、溶剂或离子等在膜表面的吸附、吸收和溶胀等热力学过程，主要是分离物质在主流体和膜中不同的分配系数。另一是物质从膜表面进入膜内的传递动力学过程，这是由于膜两侧的浓度差，电位差等造成的分子运动，即扩散所产生的膜内传递过程。总之，膜与各种分离物质之间具有不同的相互作用力，在一定的推动力下，分离物质的传递速率不同形成各组分的分离。膜外的传递过程指物质从膜表面进入膜内以前因流动状况不同，受膜表面边界层传递阻力或逆扩散的影响，包括由浓度极化、伴有传热过程的温度极化以及实际操作条件下形成的传递过程。膜分离过程的效果不仅决定于膜材料及其成膜后的特性，且取决于过程中的操作条件，如流动状态、温度、压力等。因此，膜内、膜外传递过程的综合结果才能得到实际的分离效果。

       物质通过膜的分离过程较为复杂，不同物理、物化性质（如粒度大小、分子量、溶解情况等）和传递属性（如扩散系数）的分离物质，对于各种不同的膜（如多孔型、非多孔型、荷电型）其渗透情况不同，分离过程各异，其分离机理和传递过程各有差别。因此，建立在不同传质机理基础上的传递模型也有多种，在应用上各有其局限性，实际上，各种类型往往不是截然不同的，而是互有联系。

      研究膜分离中的物质传递过程，离不开基础热力学。如力、物流和化学势等。膜的传质现象是不可逆过程，且膜的渗透过程往往包含多种不同的传质推动力和过程中的耦合效应，这些问题的研究，还有赖于非线性、非平衡热力学的发展，即非线性流体力学结合特定的耦合效应。因此，不可逆热力学（即非平衡热力学）为基础的传递模型也成为重要的方面。

4.2 物质通过膜的传递过程

4.3 膜外传递过程