装填分率对中空纤维膜组件壳程传质性能的影响

文中测定了不同装填分率中空纤维膜组件壳程的流体力学性能,并对其传质性能进行了理论计算及实验研究,获得了传质准数关联式。结果表明：在相同Re下,当装填分率小于60%时,传质系数随装填分率的增大而增大;当装填分率大于60%时,传质系数则随装填分率的增大而减小。将传质系数的理论计算值与实测值进行比较,二者基本吻合,表明该理论方法可以较好地预测中空纤维膜组件壳程的传质性能。     

聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺组件的氧气传质性能的研究

采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜组装成中空纤维膜式人工肺组件,以去离子水、生理盐水、甘油水溶液和Na2SO3水溶液来模拟血液,按照中空纤维膜内通氧气、中空纤维膜外走模拟液的方式进行体外性能测试,测定膜式人工肺组件在不同的液体流速、气体压力、中空纤维膜根数和模拟液种类下的氧气传输速率.实验表明:随着液体流速的加快、气体压力的变大和中空纤维膜根数的增多,膜式人工肺组件在四种模拟液下的氧气传质性能均对应不同幅度的强化.同时,依据质量守恒定律和双膜理论建立了一种膜式人工肺组件的氧气传质数学模型,为中空纤维膜传质性能研究和人工肺组件的结构优化提供了有益的参考.     

纤维膜萃取器的传质特性

根据液液萃取中两相表面张力以及对膜材料浸润性的不同,选用聚丙烯中空纤维膜器为接触器,设计了新型纤维膜萃取器。这种萃取器具有比表面积大,易于液液两相分离澄清的特点。以水苯酚30%TBP(煤油)和水硝酸30%TBP(煤油)为实验体系,采用两相并流非分散性接触方式,研究了两相流量及膜器长度对纤维膜萃取器传质特性的影响。实验结果表明,纤维膜萃取器可在较宽的水相与油相的体积流量比范围内(0.5～11.0)正常操作;传质系数随两相流量的增加而增大;膜器长度对萃取器的传质系数影响较小,但对级效率的影响较大;对于苯酚体系,级效率接近100%。     

中空纤维多孔膜基气体吸收传质性能研究

气相传质阻力是中空纤维多孔膜基气体化学吸收过程中的主要传质阻力。文中采用聚丙烯中空纤维膜组件、CO₂-空气-水和CO₂-空气-NaOH水溶液两种体系对膜基气体吸收过程的传质性能进行了研究。测定了不同气速和液速条件下的总传质系数。根据气液反应理论对实验结果进行分析,由实验和理论计算获得了气相分传质系数。通过进一步的拟合计算获得中空纤维多孔膜管内气相传质数学关联式Sh =0.0038Re^0.44Sc^0.33_.用此关联式计算得到的总传质系数与实验测得的结果进行了比较,一致性良好.     

改性PAN中空纤维原丝的研制

探讨了不同制膜条件对所制改性聚丙烯腈中空纤维膜结构、性能的影响。研究结果表明,在一定范围内随干纺程长度的增加,中空纤维膜的水通量下降,截留率上升。随着纺丝液中总固含量的增加,中空纤维膜的孔隙率、水通量均下降。随着纺丝液温度的上升和填充液的压力增加,中空纤维膜的水通量上升。随着凝固浴中DMSO含量的增加,中空纤维膜的水通量呈现最小值,截留率达到最大值。在所研究的凝固浴温度范围内,在30°时截留率达到极大值,水通量则呈单调增加趋势。     

混合气中CO2的膜接触器分离过程

采用中空纤维膜接触器、溶液热再生连续循环实验装置,考察了MDEA（甲基二乙醇胺）溶液及MDEA＋AMP（2-氨基-2-甲基-1-丙醇）混合溶液吸收CO2传质过程;建立膜接触器传质模型,比较预测值与实验值。结果表明：在溶液浓度2．5mol／L,气速0．5～3．0 L／min,液速15～150mL／min时,总传质系数Kov为10～32μm／s（MDEA）,20～45μm／s（MDEA＋AMP）;模型预测值和实验值符合较好,对于MDEA溶液误差小于10％,混合溶液误差最大为19％。实验证明MDEA＋AMP混合溶液传质性能优于MDEA溶液。     

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。     

中空纤维膜吸收过程多釜串联传质模型

建立了一个可用于描述中空纤维壳程非理想流动的全混釜多级（多釜）串联传质模型，研究了中空纤维膜吸收器壳程非理想流动对其传质性能的影响，并对中空纤维膜吸收器的总传质系数进行了估算．模型预测与实验结果的比较表明，多釜串联传质模型可以较为准确地预测中空纤维膜吸收器的传质性能，有助于中空纤维膜吸收器的设计与优化．     

中空纤维膜萃取器传质性能的研究

本文以丁醇－水－辛醇体系研究了中空纤维膜萃取器中的传质性能，并对各传质分系数进行了关联。     

中空纤维膜组件结构对其膜蒸馏性能的影响

对一系列不同封装分率和不同膜面积的中空纤维膜组件进行了直接接触式膜蒸馏对比实验,并考察了操作方式对跨膜通量的影响。结果表明：提高封装分率可以明显降低沟流效应,使壳程流体分布趋于均匀,总体传质、传热效果得到改善,从而使跨膜通量提高,增幅可达40%以上; 在组件封装分率较低时,热流体走管程更有利于跨膜传质。在进料状况不变的条件下,随着膜面积的增加,组件单位膜面积的跨膜通量明显降低,而总产量则有所增加。     

膜结构填料的材料特性对甲醇/异丙醇精馏分离的影响

以聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯（PP）、聚砜（PS）和聚四氟乙烯（PTFE）4种材料作为中空纤维膜结构填料对甲醇与异丙醇混合体系进行精馏分离研究。从塔顶馏出液浓度、等板高度和传质系数三方面比较了4种膜结构填料的优劣,并从膜的材料特性和微观结构角度对结果进一步分析,得出聚偏氟乙烯膜结构填料比较适合于精馏分离甲醇与异丙醇体系的结论。     

膜蒸馏法浓缩中药提取液过程膜污染机理类型的确定

用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜对中药提取液进行直接接触式膜蒸馏,测定了不同封装分率和料液流量下的跨膜通量。应用膜污染机理中的4种过滤模型分别对实验数据进行线性拟合,结果发现滤饼过滤模型的拟合程度最好。这说明在所研究的过程中膜污染物基本没有进入膜孔,为时短暂的膜孔堵塞也可以忽略,膜表面上滤饼层增厚是导致跨膜通量下降的最直接原因。     

旋转床内填料表面传质特性的研究

在旋转床(RPB)中,用氮气-系统,通过氧解吸过程对两种不同形状填料的传质过程进行实验研究,实测体积传质系数与转子转速、液体流率及气体流率的关系,进而揭示出旋转床内两种填料的传质特性。对这两种不同形状的填料表面传质特性进行比较,找出传质效果较好的填料。文中还进一步对填料比表面积对体积传质系数的影响进行了探讨,证实了液体在转子填料层中的连续微粒化所得到的大量液滴表面是旋转床传质强化的重要因素。基于对旋转床传质的实验结果,提出了平均体积传质系数的回归关系式。     

PDMS复合膜水中脱除乙醇渗透汽化传质过程分析

对聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚砜（PS）复合膜从低浓度乙醇水溶液中脱除乙醇的渗透汽化过程进行了研究。考察了操作温度、料液浓度及流速对渗透通量的影响,并对其传质过程进行分析。结果表明,乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大;利用Wilson图解法确定膜阻,并计算液相传质系数,进而获得传质准数关联式;在此传质过程中,液膜阻力占总阻力50%以上,表明液膜阻力对该渗透汽化过程有较大影响。     

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。     

超重力旋转床转子填料形状对传质系数的影响

以水吸收空气中的丙酮为体系,不锈钢丝网为填料,实验研究了超重力旋转床转子填料形状对体积传质系数的影响。考察了转子形状在不同转速n、气量Vg、液量VL下的吸收效果。研究结果表明:在转速为630 r/min,液量为100 L/h,气量为2 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.1倍;在转速为630 r/min液量为100 L/h,气量为2.5 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.3倍;说明在填料体积相近的情况下,转子填料做成半径大、厚度小的形状,有利于传质过程。     

温度对氨吹脱工艺中氨扩散传质的影响

研究低气速下的氨吹脱系统,建立了定量的氨扩散传质动力学模型,分析系统温度对氨扩散传质的影响。结果表明,氨吹脱过程中,在废水pH值大于12的条件下,氨分子大部分通过气泡扩散,只有极少量通过液相表面扩散;氨的气液传质阻力主要来自于气膜;随着系统温度的升高,气泡直径略微减小,气泡上升时间基本稳定,液相总传质系数迅速增大,气液传质阻力大幅降低。