[发明专利]一种降低呋喃甲醛反渗透分离截留率的方法

说明书

本发明属于一种降低呋喃甲醛反渗透分离截留率的方法，将乙醇添加于含有呋喃甲醛的原液，经反渗透系统膜分离处理。本发明旨在提供一种降低呋喃甲醛反渗透分离截留率的方法，通过外加乙醇至原溶液，可强化呋喃甲醛反渗透分离过程的脱除效果。

技术领域

本发明涉及通过反渗透技术降低呋喃甲醛截留率的技术领域，涉及一种降低呋喃甲醛反渗透分离截留率的方法。

背景技术

反渗透技术是一种以压力差作为推动力的膜分离技术。自然状态下，相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此时压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此时溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。反渗透过程在压力驱动下，借助半透膜的选择透过性将溶液中的溶质与溶剂分开。反渗透过程简单、能耗低，已大规模应用于海水和苦咸水淡化，并已开始用于生化和生物制剂的分离和浓缩，工业应用前景广阔。

纤维素乙醇作为一种可再生且相对清洁的生物燃料，对解决当前国际社会面临的能源及污染问题具有重要价值。但其炼制过程中原料纤维素水解液中葡萄糖的浓度偏低且含有呋喃甲醛等抑制物质，显著影响后续的乙醇发酵效率，成为乙醇炼制及应用的制约因素。因此，提高水解液糖浓度并降低其中呋喃甲醛浓度对乙醇发酵具有重要意义。

根据已公开的专利与文献，反渗透技术能够有效提高纤维素水解液糖浓度，但在此过程中呋喃甲醛浓度也同步提高，无法有效提升后续发酵过程中乙醇产率。而且根据现有的专利和文献，在反渗透技术中强化某一物质的脱除效果通常是更换反渗透膜的种类来实现的，或是调整反渗透过程中的操作参数(温度、pH、跨膜压力等)，但是上述方法均是需要通过设置多组参数重复试验，选用不同膜材料试验选出呋喃甲醛截留率低的反渗透膜，实现难度大，成本较高，试验结果未知。因此，亟需一种针对反渗透过程呋喃甲醛强化分离的方法。

发明内容

本发明旨在提供一种降低呋喃甲醛反渗透分离截留率的方法，通过外加乙醇至原溶液，可强化呋喃甲醛反渗透分离过程的脱除效果，降低呋喃甲醛截留率。

本发明采用的技术方案如下：将乙醇添加于含有呋喃甲醛的原液，添加乙醇后原液中乙醇和呋喃甲醛的浓度比为8:1-13:1，优选的，添加乙醇后的原液中乙醇和呋喃甲醛的浓度比为9:1-12:1，更为优选的是乙醇和呋喃甲醛的浓度比为10:1，将添加有乙醇的原液经反渗透系统膜分离处理。

本发明的创新点在于在含有呋喃甲醛的液体溶液中添加乙醇，利用反渗透技术分离原液体溶液中的呋喃甲醛，乙醇的加入会降低呋喃甲醛的截留率。本发明液体溶液中含有呋喃甲醛和水之外，还可以含有其他组分，比如葡萄糖等，本发明的创新点在于分离液体溶液中的呋喃甲醛，所以原液体溶液中可以含有溶于水且不与呋喃甲醛和乙醇反应的物质即可。

反渗透系统就是借助半透膜的选择透过性将溶液中的溶质与溶剂部分分离，提高或降低液体溶液中某种组分的浓度。本发明中液体溶液中溶质为呋喃甲醛或呋喃甲醛和其他组分，溶剂为水，反渗透系统的作用就是将溶剂水分离出原来的液体溶液，提高溶质浓度，但是通常原液体溶液中含有呋喃甲醛和其他组分，实验的目的是降低呋喃甲醛的浓度，所以本发明通过添加乙醇于原液体溶液中，使得微溶于水易溶于乙醇的呋喃甲醛可以在反渗透系统作用下和水-乙醇一起通过反渗透膜，降低了呋喃甲醛截留率。现有技术表明在反渗透系统中呋喃甲醛可以穿过反渗透膜，但是分离效果不佳，呋喃甲醛的截留率较高，在不改变反渗透系统结构和操作参数的情况下，本发明仅仅在原液体溶液中添加乙醇，就降低了呋喃甲醛的截留率。

现有技术中反渗透过程中，主要是由反渗透膜的性能来决定反渗透过程中某组分的截留率的大小，同时也和反渗透过程中如温度、pH、跨膜压力等操作参数有关，但是本发明中，在不改变反渗透系统的结构和操作参数的情况下，仅仅在起始溶液中添加一定比例的乙醇即可实现呋喃甲醛截留率的降低。