真空膜蒸馏用于脱除水中氨的传质性能研究

对真空膜蒸馏脱除水中氨过程总传质系数的计算式进行了理论推导,并以真空膜蒸馏实验考察了料液温度、料液浓度及pH值对总传质系数影响。实验结果表明,随料液温度和pH值的增加,总传质系数明显增大,但pH值升至11后,总传质系数的变化不再明显。在实验所涉及的范围内,料液浓度对总传质系数的影响不大。总传质系数理论计算值与实验测定值吻合较好。     

多级连续闪蒸结晶过程的模拟与分析

文中基于物料衡算方程、热量衡算方程、粒数衡算方程、溶解度方程和结晶动力学方程建立了多级连续闪蒸结晶器的数学模型。对于模型中非线性方程组的求解,提出了以结晶内浓度为迭代变量的新迭代算法,该算法初值易确定并具有良好的稳健性和收敛速度,计算结果与文献报道值符合良好。在此基础上以一个KNO₃三级连续闪蒸结晶过程为例考察了首级结晶器的温度和停留时间以及进料浓度对结晶产品粒度分布的影响。     

采用气-液两相流动抑制膜蒸馏浓缩过程的膜污染

采用膜蒸馏技术浓缩中药提取液，在进料侧间歇鼓泡产生两相流。重点考察了气速、通气持续时间、通气频率对膜污染的抑制效果。结果表明间隔时间为30min时, 气速分别为0.06和0.09m³/h时抑制膜污染的效果明显不如气速分别为0.12和0.15m³/h时的效果。通气时间间隔为30min,实验进行到250min时，通气持续时间为3和2min的通量分别为22.0和15.0kg/(m²·h)，前者抑制膜污染的效果明显好于后者。通气频率越高，则两相流抑制膜污染的效果越好。通过两相流技术，可以使跨膜通量在实验进行250min后仅下降5%。     

中空纤维复合膜水中脱酯渗透汽化过程的研究

制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯中空纤维复合膜,用于乙酸乙酯/水体系的分离。研究了料液温度、质量浓度及流速对渗透汽化分离性能的影响,并获得了总传质系数。实验结果表明,该复合膜具有较高的渗透通量及较大的分离因子;随着料液温度、流速以及质量浓度的增加,渗透通量均呈增加趋势;分离因子随料液温度和流速的增加而增大,而随料液质量浓度的增加呈先增大后减小的趋势;总传质系数随温度的增加而显著增大。     

气扫式膜蒸馏用于脱除水中氨的分离性能

针对气扫式膜蒸馏脱除水中氨的过程，以传质基本理论为依据，导出了考虑水中氨解离的总传质系数表达式，并建立了利用实验结果计算总传质系数和选择性系数的方程。在气扫式膜蒸馏实验中测定了各种操作条件下氨浓度和跨膜通量随时间的变化关系，并利用导出的方程、由实验结果得出了相应的总传质系数和选择性系数。研究结果表明，升高料液温度能够提高氨的总传质系数，但却使选择性系数下降；料液的流速对氨的总传质系数和选择性系数均无重要影响，但提高吹扫气速能使两者都明显上升；总传质系数和选择性系数随料液浓度的升高而略有下降；提高料液的初始pH值能同时明显地增大总传质系数和选择性系数。     

用中空纤维膜分散技术制备纳米颗粒

采用中空纤维膜为分散介质，以制备纳米BaSO₄为例，探索膜分散制备纳米颗粒技术。实验以Na₂SO₄溶液为连续相，将BaCl₂溶液通过中空纤维膜均匀分散到Na₂SO₄溶液中，在透过膜的微小液滴形成的微环境中实现两种溶液的微观混合，并反应生成BaSO₄颗粒。实验研究了膜组件构型、反应物浓度、分散剂、膜孔孔径大小等因素对BaSO₄颗粒形貌、大小和粒度分布的影响。结果表明：采用膜截留分子量为10000的中空纤维膜制成的浸没式膜组件，反应物Na₂SO₄和BaCl₂溶液浓度均为0.02mol/L，加入分散剂聚乙二醇(PEG)制得了平均粒径在10～30nm、球形度好、单分散性好的纳米BaSO₄颗粒.     

深液层菌帽塔盘性能研究

在直径600mm有机玻璃模拟塔内以空气-水为实验介质,对比研究3种结构型式底盘菌帽塔板在深液层鼓泡塔内的流体力学性能、传质效率及塔内液相返混状况。并给出估算总板压降及气含率的关联式。     

膜孔径分布对直接接触式膜蒸馏传质速率的影响

膜蒸馏用膜是一种孔径不均一的多孔介质。文中考察孔径分布的存在对直接接触式膜蒸馏跨膜传质速率的影响。按“熵最大”原则导出了膜孔面积的取值服从指数分布规律,其不对称性可能导致按平均孔径预测的传质速率与考虑孔径分布时预测的传质速率有差异,后者应该更接近于真实情况。模拟计算结果表明,按这两种方法预测的传质速率确实存在不容忽视的差别。两种聚四氟乙烯(PTFE)平面膜的直接接触式膜蒸馏实验结果表明,考虑孔径分布的传质速率预测值更接近于实测值。因此,考虑孔径分布的质量传递模型能更准确地描述直接接触式膜蒸馏的跨膜传质过程。     

用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

对直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液进行了研究,分析了浓缩过程跨膜通量下降的原因,并考察了药液温度和流速对跨膜通量的影响。结果表明:由提取液中固体颗粒等污染物造成的膜污染以及膜表面处水蒸汽压下降是浓缩过程跨膜通量下降的主要原因。在浓缩倍数较低(1.0～4.0)的范围内,通量下降主要是由膜污染造成的;在浓缩倍数较高（4.0～16.0）的范围内,膜表面处水蒸汽下降也显示其影响。药液温度从46℃升高到60℃,通量从13.88kg/(m²·h)升高到30.82kg/(m²·h)。药液流速从0.074m/s升高到0.130m/s,通量从24.14kg/(m²·h)升高到31.22kg/(m²·h)。     

离心泵的流量调节与节能控制

利用自行开发的离心泵性能测定平台,考察了IHG32-125型离心泵的出口阀调节、单泵及双泵变速调节、定速泵与变速泵组合操作等不同方式的调节特性及能耗损失,并进行了对比研究。实验发现,对于单泵,当输送量由5.8m³/h降至4.7m³/h时,变速调节能耗仅为阀门调节能耗的62%;对于双泵,当输送量由10m³/h降至7m³/h时,双泵变速调节能耗为阀门调节能耗的46%,为定速泵与变速泵组合操作调节能耗的61%。因此利用变频技术而实现的变速流量调节的方式节能效果最为显著,且经济可行。