国家标准 GB/T34243一2017 渗透气化透水膜性能测试方法 Iestmethodforpervaporationdehydration membranes 2017-09-07发布 2018-04-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/34243一2017 渗透气化透水膜性能测试方法范围本标准规定了渗透气化透水膜的渗透通量和分离系数的测试方法本标准适用于有机溶剂脱水用渗透气化平板膜、渗透气化管式膜和燕气渗透管式膜的性能测试规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件件 GB/T66822008分析实验室用水规格和试验方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 渗透气化 pervaporation 利用液体混合物组分在膜中的溶解和扩散速率的不同实现组分分离的过程 [GB/T201032006，定义6.2.7 3.2 vapourpermeation 蒸气渗透利用蒸气混合物组分在膜中的溶解和扩散速率的不同实现组分分离的过程 [GB/T201032006，定义6.2,8 3.3 porationdehydrationmembrane 渗透气化透水膜 perVap 能优先透过水的渗透气化膜 3.4 flamembrane 平板膜外形为平板或纸片状的膜 [GB/T201032006，定义2.1.27] 3.5 tubularembrane 管式膜外形为管状,直径为6 mm24mm的膜 3.6 渗透物 permeate 物料透过膜的部分 3.7 membranesurfaceow veletty 膜面流速原料(液体或蒸气)在膜表面上流动的线速度单位为米每秒(m/s).
GB/T34243一2017 3.8 渗透通量permeationlux 单位时间内渗透过单位膜面积的物质的质量单位为千克每平方米小时[kg/mh)] 3.9 separationcoefficient 分离系数表示膜对不同组分的分离程度测试方法 4.1测试原理液体混合物原料经加热器加热到一定温度后,进人膜组件与膜接触,同时在膜的渗透侧用抽真空的方法维持低压,渗透物在膜两侧的水蒸气分压差的作用下透过膜,并在膜的渗透侧气化冷凝成液体,未能透过膜的截留物(产物)流出膜分离装置分析原料和渗透物的质量及各成分的质量分数,通过计算即得到渗透通量和分离系数蒸气渗透膜的测试原理与渗透气化相似,区别在于蒸气渗透的原料经加热后变成气态混合物进人膜组件 4.2测试原料测试所用的原料为水(A组分)和乙醉(B组分)混合物,水的质量分数为(5士0,05)%,乙醉的质量分数为(95士0.05)% 水应符合GBy/T6682-2008中三级或三级以上纯度的要求,乙醉的纯度应为分析纯 4.3测试仪器及装置 4.3.1测试仪器及仪表测试仪器及仪表如下气相色谱仪;配有热导检测器和色谱数据处理软件 a b 微量进样器;量程为0AL~1AL 分析天平:感量0.0001g; d 压力表:准确度1.6级真空压力表:准确度1.6级; fD 温度计:分度值0.1C; g 流量计;准确度2.5级 4.3.2测试装置渗透气化测试装置示意图见A.1,蒸气渗透测试装置示意图见A.2 4.3.3膜组件结构图平板膜组件结构示意图见B.1,管式膜组件结构示意图见B.2 4.4测试条件 4.4.1渗透气化平板膜测试条件渗透气化平板膜的测试条件如下:
GB/34243一2017 原料温度:85C士0.5C; a b 原料体积20L. c 操作压力:0.1MPa士0.01MPa(表压); d)原料膜面流速;不小于0.1" m/s; 渗透侧压力:不大于2kPa(绝压); e fD 有效膜面积:0.04m~0.2m 4.4.2渗透气化管式膜测试条件渗透气化管式膜测试条件如下: 原料温度:75C士0.5C; a b 原料体积;20L; 操作压力:0.1MPa士0.01MPa(表压); d 原料膜面流速;不小于0.1m/s; 渗选侧压力,不大于2kPh(绝压)7 有效膜面积:0,025m'0,15m 4.4.3 蒸气渗透管式膜测试条件然气渗透管式膜测试条件如下原料温度:l10C士0.5C a 原料体积:30L b 操作压力:0.2MPa士0.01MPa(表压); c 原料膜面流速:不小于2m/s; d 渗透侧压力;不大于2kPa(绝压)3 e 有效膜面积:0.025m'~0.15m f 4.5测试步骤 4.5.1渗透气化条件下的测试渗透气化条件下的测试步骤如下按图A.1所示连接测试装置; a 将膜装人如图B.1和图B.2所示的膜组件中; b 将原料加热至测试温度,开启料液泵,使原料以给定的膜面流速流经膜表面后返回原料罐,透过膜的渗透物用真空泵抽出,经过液氮冷凝后收集; 待测试装置稳定运行30min后,开始取样,每30min取样一次,连续取样3次,取出的渗透物分别用分析天平称重,并分别计算渗透通量,同时用微量进样器将渗透物分别注人到气相色谱仪中,记录渗透物中水和乙醇的峰面积百分比,按照附录C中的方法获得相应的回归方程,将乙醉组分的峰面积百分比代人回归方程,获得渗透物中乙醉的质量分数(Y),并计算分离系数; 测试装置开始运行后的30min取出的渗透液返回原料罐;每次取样测试后,将渗透液返回原料罐,以维持原料中水的质量分数不变每批次膜同时取3个样品进行平行试验,共计获得9组测试数据按4.6.1和4.6.2计算渗透通量和分离系数 8
GB/T34243一2017 4.5.2蒸气渗透条件下的测试蒸气渗透条件下的测试步骤如下: a 按图A.2所示连接测试装置; b 将膜装人如图B3和图B.4所示的膜组件中; 开启料液泵将原料输送至蒸发器,达到测试的蒸气温度及压力后,调节蒸气以给定的膜面流速流经膜表面后经冷凝返回原料罐,透过膜的渗透物蒸气用真空泵抽出,经过液氮冷凝后收集一次,连续取样3次,取出的渗透物分别 d min后,开始取样,每15min取样- 待装置稳定运行30 用分析天平称重,并分别计算渗透通量,同时用微量进样器将渗透物分别注人到气相色谱仪中,记录渗透物中水相乙醇的峰而积百分比.拨照附录C中的方达获得相应的回归方程,将么醇组分的峰面积百分比代人回归方程,获得渗透物中乙醇的质量分数(Y),并计算分离系数; 装置开始运行后的30min取出的渗透液返回原料罐;每次取样测试后,将渗透液返回原料罐以维持原料中水的质量分数不变每批次膜同时取3个样品进行平行试验,共计获得9组测试数据 f) 按4.6.1和4.6.2计算渗透通量和分离系数 g 4.6结果计算 4.6.1渗透通量计算将测试所得的9组渗透通量数据去掉最大值和最小值后取平均值按式(1)计算渗透通量,计算结果保留3位有效数字 M J= A 式中 -渗透通量,单位为千克每平方米小时[kg/m h)]; M 渗透物的质量,单位为千克(kg); A 有效膜面积,单位为平方米(mi); -操作时间,单位为小时(h) 4.6.2分离系数计算根据C.4中的回归方程a获得原料中水的质量分数(X)和乙醇的质量分数(X),根据回归方程b 或c获得渗透物中水的质量分数(Y)和乙醇的质量分数(Y) 按式(2)计算分离系数将测试所得的 9组分离系数数据去掉最大值和最小值后取平均值计算结果取整数 YA/Y 2 X入/X 式中 Y 渗透物中A组分的质量分数 YY 渗透物中B组分的质量分数; X 原料中A组分的质量分数; X 原料中B组分的质量分数 5 精密度同一操作者,同一实验室,用同样的测试装置及仪器,对同一渗透气化膜作两次测量,其结果与平均
GB/34243一2017 值之差不应超过算术平均值的士5% 对分离系数测试方法精密度的计算应采用渗透物中的水质量分数数据进行计算测试报告测试报告应包含以下内容 a 测试日期; b 测试单位和人员; c 膜试样的种类,规格、批号,编号和制造单位名称 d)测试方法; 测试的原料浓度体积温度、操作压力膜面流速、渗透侧压力,膜面积渗透物质量和渗透物 e 组成; f 测试结果,包括渗透通量和分离系数
GB/T34243一2017 附录 A 规范性附录) 测试装置示意图 A.1渗透气化测试装置示意图渗透气化测试装置如图A.1所示 13 说明: 原料罐; 料液泵; 加热器; 压力表; 温度计; 主路阀门 -回流阀; 流量计; 膜; -膜组件; l0 真空压力表; l 12 取样器; 冷阱; 13 14 缓冲罐; 15 真空泵图A.1渗透气化测试装置示意图
GB/34243一2017 A.2蒸气渗透测试装置示意图蒸气渗透测试装置如图A.2所示说明: 原料罐; 料液泵; 进料阀; 恭发器" 循环泵; 加热器; 主路阀门流量计; 压力表 10 温度计; 膜 1 12 膜组件; 13 冷凝器; 真空压力表; l4 取样器; 1 冷耕: 16 17 缓冲罐; 真空泵 18 图A.2蒸气渗透测试装置示意图
GB/T34243一2017 附录 B 规范性附录) 膜组件结构示意图 B.1平板膜组件示意图 B.1.1平板膜组件剖面图平板膜组件剖面图如图B.1所示 8 说明: -原料出口; 渗透液出口原料出口; -板框; 膜支撑板密封垫圈; -密封垫圈; 框内料液流道图B.1平板膜组件剖面图 B.1.2平板膜组件俯视图平板膜组件俯视图如图B.2所示
GB/34243一2017 说明: -框内料液流道; -原料流道; -进框流道图B.2平板膜组件俯视图 B.2管式膜组件示意图 B.2.1管式膜组件剖面图管式膜组件剖面图如图B.3所示说明 -膜; -密封垫圈; -渗透流道; -渗透液出口; -原料流道; -原料进/出口图B.3管式膜组件剖面图 B.2.2管式膜组件俯视图管式膜组件俯视图如图B.4所示
GB/T34243一2017 说明: -前封盖; -膜壳; -后封盖图B.4管式膜组件俯视图 0
GB/34243一2017 录附 C 规范性附录气相色谱法测定乙醇水溶液中乙醇含量 c.1试剂配制标准溶液所用的水应符合GB/T66822008中4.1规定的一级纯度要求,乙醇纯度应为色谱纯 C.2色谱柱色谱柱填料应采用弱极性的苯乙烯-二乙基苯共聚物,也可使用能达到同等分离程度的色谱柱进样方法用干净清洁的微量进样器置换样品三次,抽取0.5AL样品,迅速推人汽化室 C.4校正曲线的绘制绘制三条校正曲线a,b,c,分别适用于乙醇的质量分数为94.5%一97%、1%15%、0.1%1%时乙醇组分峰面积百分比的校正绘制校正曲线a;配制乙醇的质量分数为(94.5士0.1)%.(95土0.1)%、(95.5士0.1)%、(96士 a 0.1)%,(96.5士0.1)%、(97士0.1)%的标准溶液将上述标准溶液注人气相色谱仪中,测定每个标准溶液的峰面积比,每个标准溶液测定两次取平均值以乙醇的峰面积百分比为横坐标，乙醇的质量分数为纵坐标,绘制标准曲线,并得到回归方程a; b 绘制校正曲线b;配制乙醉的质量分数为(1士0.1)%.(2士0.1)%,(3士0.1)%、(4士0.1)%、土0.1)%.(6土0.1)%、(7土0.1)%.(8士 -0.1)%.(9士0.1)%.10士0.1)%.(11士0.o1)%.(12 士0.01)%、13士0.1)%、 ,(14士0.1)%、(15士0.1)%的标准溶液将上述标准溶液注人气相色谱仪中,测定每个标准溶液的乙醇峰面积百分比,每个标准溶液测定两次取平均值以乙醇的峰面积百分比为横坐标,乙醇的质量分数为纵坐标,绘制标准曲线,并得到回归方程b; 绘制校正曲线c;配制乙醇的质量分数为(0.05士0.01)%,(0.1士0.01)%,(0.2士0.01)%,(0.3 士0.01)%,.(0.4士0.01)%,(0.5士0.01)%.(0.6！土0.01)%、(0.7士0.01)%(0.8士0,01)%,(0.9 士0.01)%,(1士0.01)%的标准溶液将上述标准溶液注人气相色谱仪中,测定每个标准溶液的乙醇峰面积百分比,每个标准溶液测定两次取平均值以乙醇的峰面积百分比为横坐标,乙醇的质量分数为纵坐标,绘制标准曲线,并得到回归方程c: d 回归方程的通式为Y aX”十bX“ 十,调整d',h'"值使回归方醒的相关系数，值大于0.999; 如果渗透液中水的含量小于85%,可绘制相应的校正曲线,标准溶液的浓度间隔为(1士 0.1)%,且数据点应大于5个示例配制乙醇的质量分数为(95士0.1)%标准溶液时,加人水5.0103g,乙醉95.085lg,即可得到乙醇的质量分数为 11
GB/T34243一2017 94.9944%的标准溶液;加人水5.0026g,乙醇95.0932g,即可得到乙醇的质量分数为95.0021%的标准溶液,符合乙醇的质量分数为(95士0.1)%的要求以上两种溶液均可作为标准溶液使用 C.5推荐的色谱操作条件推荐的色谱操作条件见表C.1所示其余能使水和乙醇完全分离的操作条件均可采用表C.1推荐的色谱操作条件 Gc14C 色谱仪型号样品名称乙醉,水检测器热导检测器色谱柱规格 1m×3mm PorapakP 填充物汽化室温度/C 50 检测室温度！" /"C 170 12o 柱温载气氢气载气流量/mL/min) 50 水保留时间/min 0,4 乙醇保留时间/min 0,9 注:附录C所列参考色谱条件是在GC-14C型色谱仪上完成的,此处列出测试用的仪器型号仅为提供参考,并不涉及商业目的,鼓励标准使用者尝试不同厂家或型号的仪器 C.6典型的色谱图水和乙醇的典型色谱图见图C.1所示 96 72 48 24 时间/min 图C.1水和乙醇的典型色谱图 12
GB/34243一2017 考文参献 [1]GB/T20103一2006膜分离技术术语 13

渗透气化透水膜性能测试方法GB/T34243-2017

渗透气化透水膜是一种新型的建筑材料，其具有优良的透水性和透气性。为了保证渗透气化透水膜的质量，需要进行性能测试。GB/T34243-2017是我国发布的渗透气化透水膜性能测试方法标准，下面将详细介绍该标准的测试原理、测试步骤以及注意事项。

测试原理

GB/T34243-2017标准采用渗透法来测试渗透气化透水膜的性能。具体来说，就是将一定量的水通过待测试膜材料上方施加一定压力，观察水从膜材料中渗透出来的时间和速度，从而计算出渗透率。

测试步骤

1. 准备测试样品：将待测试膜材料切成一定大小的样品，并充分晾干。

2. 装置测试系统：将测试样品安装在测试系统中，调整测试系统中水的压力和温度。

3. 进行实验：打开进出口阀门，开始测试。记录水从样品中渗透出来的时间和速度，最终计算出渗透率。

4. 清洗系统：测试结束后需要清洗测试系统，避免污染下一次实验。

注意事项

1. 测试前要检查测试系统及仪器是否正常工作。

2. 测试前要确认测试环境的温度、湿度等参数是否符合要求。

3. 测试时要注意安全，避免水流泄漏或其他意外情况的发生。

4. 测试后要及时清洗测试系统及仪器。

通过GB/T34243-2017标准的测试，可以有效地评估渗透气化透水膜的性能，保证产品质量，有利于渗透气化透水膜在建筑领域的应用。