直接接触式膜蒸馏的膜渗透性能

采用直接接触式膜蒸馏测定了材料和特性参数不同的5种微孔疏水膜的渗透通量.通过对实验数据的拟合得到了每种膜的渗透系数与膜厚之比A/δ,并计算了每种膜的过程热效率.根据计算结果确定出了一种渗透性能和热效率均为最佳的膜.A/δ随平均膜温的变化关系表明,Poiseuille流动对膜蒸馏的跨膜传质有重要的贡献.     

直接接触式膜蒸馏活化能的研究

利用聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯（PP）3种疏水性平板膜,各取3种孔径,进行直接接触式膜蒸馏（DCMD）纯水实验,考察了进料流量、膜结构、膜材料等因素对DCMD表观活化能和指前因子的影响。实验结果表明：随着进料流量的增加,表观活化能和指前因子降低。综合考虑膜材料、膜孔结构等因素的影响,较大孔径的PTFE膜具有最好的膜蒸馏性能。     

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)。     

太阳能膜蒸馏实验与数学建模

为以太阳能作为膜蒸馏驱动能源,在不同热工质温度与流量下进行气隙式膜蒸馏实验,建立膜蒸馏传热、传质过程的数学模型,并对该数学模型求解以验证其计算结果的正确性,计算了太阳能膜蒸馏系统的热效率.结果表明,该数学模型是可靠的,可以预测不同工况下膜蒸馏通量;热工质温度较高和流量较大时,膜蒸馏系统具有较高的热效率.     

真空膜蒸馏NaCl水溶液脱盐过程模拟研究

在尘气模型的基础上建立了真空膜蒸馏NaCl水溶液过程的传质传热机理模型,并用膜孔径分布函数代替膜平均孔径值,首次实现了孔径分布与膜蒸馏机理模型的有效结合.与平均孔径模型相比,随温度变化的通量模拟结果与实验数据吻合良好,证明了所建模型的实用性.在此基础上,探讨了操作条件和孔径分布函数的主要参数对蒸馏过程的影响.模拟结果表明,通量随进料温度和流量的增加而增大,随料液中NaCl浓度的增大而减小;膜的平均孔径越大,通量越大;在平均孔径相同的情况下,膜孔分布越密集,通量越小.     

膜蒸馏组件结构优化计算流体力学模拟及实验研究

为提高膜蒸馏过程中的渗透通量,对膜组件料液侧流道进行优化,利用计算流体力学（CFD）软件,对3种膜组件（Model A、Model B、Model C）进行三维模拟计算,对比分析各膜组件的内部流动状态、温度极化系数（TPC）、浓度极化系数（CPC）;同时,考察流道优化后膜通量和热效率的变化情况。模拟结果表明:Model A内存在主流区和回流区,Model B内分区现象消失,Model C内流动最为复杂;Model A温度极化最严重,Model B浓度极化最严重,Model C各极化现象最弱;此外,Model C在膜通量方面比Model A提升至少90%,对于热效率,Model C最高,Model A与Model B在不同工况下存在差异。最后,选取Model C进行实验,发现实验值与模拟值吻合良好,验证模型的准确性。研究表明流道优化能极大改善膜蒸馏的通量问题,为进一步优化内部结构提供依据。     

一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法

提出了一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法,即考察NaCl和KCl水溶液膜蒸馏浓缩过程中的通量变化,利用膜表面结晶导致通量急剧下降这一现象间接确定料液侧膜表面的温度,从而由模型方程计算传热系数。通过不同流速下的膜蒸馏实验结果,拟合出了传热系数关联式,其中雷诺准数指数为0.8,与Dittus-Boelter公式一致;在此基础上求出膜蒸馏系数,其平均值5.5×10^-7kg/(m²·s·Pa),与文献报道接近;以实验确定的模型参数预测纯水膜蒸馏通量,实验值与预测值吻合较好。这些都说明了本文提出方法的有效性。     

十二烷基苯磺酸钠对膜蒸馏过程膜润湿的研究

利用聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的水溶液为介质,通过考察温度、原料质量分数以及是否加入NaCl等因素对跨膜通量的影响来研究膜润湿的过程。结果表明：膜蒸馏过程中膜润湿的进程与膜表面孔径的分布有关,表面活性剂分子由于表面扩散作用在部分润湿膜孔内爬伸的过程中,由于热侧气液界面处温度的降低导致的传质推动力降低占主要作用。当膜孔全润湿后,通量完全由膜两侧渗透压决定,脱盐率下降到较低水平。降低膜蒸馏的温度或降低SDBS含量均可以减缓膜蒸馏膜润湿的进程;加入NaCl导致溶液表面张力增大,也可以减缓膜润湿。     

直接蒸馏法提取青蒿挥发油的研究

青蒿是我国传统中药,性味苦、辛,归肝,微寒,有特殊香气,其有效活性成分为青蒿挥发油。该文采用《中华药典》介绍的简便易行的直接蒸馏法提取青蒿挥发油,并研究了其优化条件。实验表明,选用直接蒸馏法提取青蒿挥发油,挥发油得率受到青蒿量和水量（即料液比）以及蒸馏时间等因素的影响,其最佳条件是料液比为1∶7.4,蒸馏时间为5h,此时可获得最高的青蒿挥发油得率。     

PVDF 疏水膜的制备及其在苦咸水脱盐中的应用

采用相转化法以无机盐氯化锂(LiCl)和水溶性聚合物聚乙二醇(PEG)为添加剂, 制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜, 所制得的膜具有较高的盐截留率, 膜通量可达40. 5 kg/ ( m²?h) 。以自制的 PVDF 疏水膜进行了直接接触式膜蒸馏(DCMD) 苦咸水脱盐应用试验研究。实际苦咸水淡化过程 中, 随着浓缩倍率的提高在进料侧会产生 CaCO₃ 沉淀造成膜组件堵塞、疏水膜受到污染, 致使膜渗透通量下降、产水电导率升高。酸化预处理可以消除沉淀物对膜蒸馏过程的影响, 酸化后整个膜蒸馏过程中膜渗透通量保持稳定, 产水水质 良好, 其电导率不超过10μS/ cm。     

PVDF膜用于真空膜蒸馏淡化盐水的实验研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水多孔膜,配制Na Cl溶液,搭建真空膜蒸馏盐水淡化实验台,实验中着重考察了料液温度、料液流速、料液浓度、系统真空度等操作参数对真空膜蒸馏过程性能的影响.实验结果表明:随着真空度、料液温度的提高,真空膜蒸馏膜通量明显提高;随着料液浓度的提高,真空膜蒸馏膜通量下降,其截留率基本不变;随着料液流速的提高,真空膜蒸馏膜通量变化较缓慢(略微提高).系统在料液温度为88℃、料液流速为240 cm/min、真空度为0.081 MPa、料液浓度为5%时,真空膜蒸馏膜通量为14.1 kg/(m~2·h),截留率为99.8%,产水的电导率保持在12μs/cm.     

膜分离海水淡化技术

概述了膜分离海水淡化技术机理,介绍了三种目前应用潜力较大的薄膜蒸馏淡化装置。并对膜分离淡化技术的淡化机理,产水质量和产水量进行比较,并进一步分析其性能特点,及其发展应用前景。     

真空膜蒸馏法处理NaCl水溶液超疏水性PVDF膜性能的优化

采用正交实验设计方法,以纯水和0.03 g/L NaCl水溶液为料液,依据真空膜蒸馏(VMD)实验特性,选择了聚偏氟乙烯(PVDF)超疏水微孔膜的优化制备条件。结果表明由直观分析法和直接测量法分别确定的优化制膜条件基本一致。用于VMD的PVDF微孔膜的优化制膜条件为:铸膜液体系组成及质量分数为15%PVDF/51%TEP-34%DMAc,第1凝固浴中混合溶剂(TEP-DMAc)总质量分数为60%,膜厚度为0.17 mm,第1凝固浴中TEP与DMAc的质量比为60∶40;在该条件下,NaCl的脱除率可达99.90%以上。     

催化精馏合成碳酸二甲酯神经网络建模与操作条件的遗传算法优化

催化精馏合成碳酸二甲酯能够显著提高反应物碳酸丙烯酯的转化率。这里采用径向基神经网络建立某些操作条件与碳酸丙烯酯的转化率之间的模型，并采用遗传算法优化操作条件。优化结果得到试验验证。     

改进的满意度函数法在多响应优化中的应用

满意度函数法是最常用的多响应优化方法，但该方法没有考虑响应的变异性、相关性和参数估计的不确定性，针对这些问题提出了改进的满意度函数法对其进行改进，该方法将响应方差-协方差结构和预测方差结合到满意度函数中．实例分析表明，与传统满意度函数相比，用该方法进行优化得到的响应的方差和预测方差分别降低了5．6％和6．2％，满意度函数的方差降低了7％，说明优化结果比较可靠．因此，用该方法进行优化能得到比传统满意度函数法较好的结果，且对模型的预测能力和响应的波动都具有稳健性．     

无机膜在脱盐应用中的研究

水资源短缺问题已成为全球共同关注的问题.无机膜化学稳定性好、耐腐蚀、较高的机械强度以及可在高温等苛刻条件下使用等优点,使其在脱盐领域具有广阔的应用前景.有机膜除了传统的陶瓷膜外,碳基材料等由于其可调的纳米结构以及优异的性能,逐渐成为无机膜领域的研究热点.为了更好地了解不同种类无机膜的特性,拓展无机膜材料在脱盐中的应用....     

低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟

应用Aspen Plus软件,模拟低温多效蒸发海水淡化系统的操作单元,建立完整的系统模型,并对模型进行分析.用法国SIDEM公司的四效低温多效海水淡化系统,对建立模拟系统的可信性进行验证.     

精馏与化学交换法分离硼同位素的数学模型及优化

采用精馏与化学交换法，针对三氟化硼-苯甲醚分离体系，研究了硼同位素分离生产过程的特点，建立了分离过程的稳态数学模型，并利用Matlab程序进行模型求解，同时对操作参量进行优化，得到了不同分离要求的优化参量和操作条件对化学交换过程中理论塔板数的影响以及丰度的分布，该教学模型可以指导工艺设备的改进和优化，为下一步的放大和操作过程提供了理论依据．