旋转强度对旋转管式微滤膜分离器强化性能的影响

在分析旋转管式微滤膜分离器所具有的高切变特性、离心压差特性和传质机理特性基础上,将影响旋转管式微滤膜透过能力的因素归纳成能够反映微滤膜不可逆污染并随时间增加的结构透过因子、膜管静止时的可逆污染因子和膜管旋转产生的强化因子等3个要素.提出以膜管静止时的透过能力为比尺来度量膜管旋转强化时的透过能力,并将其定义为相对强化因子以表征膜管旋转产生强化作用的程度.在实验的基础上考察了不同浓度、不同压力和不同传质控制机理下旋转管式微滤膜的相对强化因子随旋转Taylor数的变化关系及其特性,进而分析产生其特性的原因,获得了旋转Taylor数对分离强化性能影响的辩证认识.     

湍流促进器对液固一体式膜反应器中膜过滤性能影响的研究

以改善液固一体式膜反应器中膜过滤性能为目的,设计了3种外置式湍流促进器进行膜过滤强化实验,考察了湍流促进器的构型、旋转速度等因素对膜通量的影响。结果表明,旋转的湍流促进器可以明显地提高膜通量,其中推进式湍流促进器的强化效果最明显;随着湍流促进器旋转速度的增加,膜通量也相应增加;采用该湍流促进器可以进行高悬浮液质量浓度的膜过滤强化实验。     

剪切技术强化膜分离过程的研究进展

为了降低浓差极化和膜污染,剪切强化膜分离技术成为当前膜技术方面的研究热点。剪切强化膜分离技术主要包括旋转管式剪切膜分离技术、旋转盘式剪切膜分离技术和振动剪切膜分离技术。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术都是通过旋转使膜表面产生剪切力来减少膜表面的污染物。振动剪切膜分离是通过扭转弹簧将偏心块产生的振动传递到过滤膜盘,振动产生的剪切力使污染物不易沉积。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术因设备旋转耗能较大,从而限制了其实际应用的广泛性。振动剪切膜分离技术能耗较低,且可以浓缩浓度较高的液体,但其核心技术被垄断而限制了推广。因此,振动剪切膜分离技术的研究和设备的开发将是未来研究的重点。     

旋转切向流PA管式膜微滤试验研究

实验研究了旋转切向流聚丙烯PA管式膜微滤。通过建立的旋转切向流强化微滤实验装置系统，测定了旋转直线切向流和旋转圆弧切向流PA管式膜在不同SiO2悬浮液农度和不同流体压力下的膜通量随时间的变化曲线。实验研究结果表明，旋转切向流强化微滤不但节能，而且系统结构简单。     

往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

往复旋转管式陶瓷膜过滤系统通过膜组件往复旋转在膜表面反复产生高剪切率,达到减缓膜污染的效果。在相同操作条件下,与单向旋转过滤和死端过滤相比较,往复旋转过滤具有更好的减缓膜污染的作用。本实验利用往复旋转膜过滤装置超滤脱脂奶水溶液,考察了各种参数对该膜系统过滤特性的影响。实验结果表明,料液浓度增大,膜通量减小;过高的操作压差将会抑制膜通量增加;旋转速度增大,膜表面剪切强化作用增强,膜通量相应增大;膜稳态通量随往复旋转周期增大呈现先增大后减小的趋势。当料液速度达到膜组件转速时,瞬时反方向旋转膜组件,膜表面产生最大的剪切率,膜稳态通量也达到最大值。能耗分析表明,往复旋转过滤较单向旋转过滤单位通量能耗低。     

旋转流强化膜过滤的研究与应用

通过流场测定 ,探明了旋转流膜过滤器内的流态全貌 ,为认识旋转流强化膜过滤的机理与膜器设计提供了理论依据。建立了旋转流膜微滤通量数学模型 ,探明了渗透通量的三个主要影响因素。应用研究证明 ,此种膜器是一种结构不复杂、通量大、分离质量好、能量利用率高的新颖膜器结构 ,其应用前景十分宽广。     

往复旋转中空纤维膜处理脱脂奶水溶液

采用一种往复旋转中空纤维膜超滤装置处理脱脂奶水溶液,考察了该膜过滤装置的结构参数、膜组件旋转参数以及料液的特征参数等对膜渗透通量衰减的影响。结果表明,旋转角速度越大,膜丝距中空轴轴心越远,往复旋转中空纤维膜的剪切强化作用越好;往复旋转周期的优化则需考虑如何使料液流场流速与膜丝转速之间的矢量迭加在膜表面产生的速度梯度更大,单纯增大或减小旋转周期均会弱化剪切强化的效果。在同样操作参数下,往复旋转方式比死端过滤及单向旋转方式的膜过滤更利于延缓膜通量衰减。     

旋管膜强化牛奶蛋白分离速率实验研究

介绍分离牛奶蛋白中酪蛋白和乳清蛋白的必要性以及普通分离方法存在的缺点和强化分离速率的方法,自主建立了过滤实验流程,设计出相应的旋管膜强化膜滤器,以脱脂奶溶液为实验物料,过滤实验测定在不同的操作压力和不同旋管膜旋转转数下的相关实验数据,绘制出不同状态下的旋管膜过滤分离速率随过滤时间变化的曲线,分析了原因。得到了本实验范围内可获得理想旋管膜过滤分离速率的最佳操作压力和旋管膜的最佳旋转转数的操作条件。     

萃取器的研究进展

综述了萃取器的传质性能及强化的研究现状。论述了膜萃取器的传质特性和强化方法。指出了膜萃取器与撞击流-旋转填料床萃取器是现代新型高效的萃取分离设备。     

旋转填充床中伴有可逆反应的气液传质

应用CO2-MDEA气液吸收体系,对旋转填充床中伴有可逆反应的气液传质过程进行了定量的模型研究。在所有反应都可逆的情况下,根据Higbie渗透理论建立了旋转床中CO2-MDEA体系的扩散-反应传质模型。通过模型对传质过程的定量描述以及实验结果对模型的验证,超重力旋转床的强化作用可进一步被揭示为:由于不断更新的液膜使得可溶性气体在液膜内形成较大的浓度梯度,从而极大地增大了传质系数,强化了传质;旋转床的强化作用是在动态的传质过程中完成的,液膜的寿命越短则传质系数越大。在不同转速、温度、MDEA浓度和气液流量条件下进行了实验,本文模型的模拟值和实验结果吻合较好。     

旋转流管式微滤膜的流场探测及分离性能研究

利用水力旋流器原理采用切向进料使膜器环隙产生旋转流,为探明旋转流场的特征,应用PIV(粒子图像测速技术)测试系统进行了实测,结果表明环隙中存在起强化过滤作用的类Taylor涡。在此基础上对旋转流场进行了过滤分离实验,以探讨旋转流场中的进料方式、悬浮液质量分数和操作压力对过滤的影响。研究发现由于存在旋转流和二次涡流的剪切强化作用使得在相同工况下旋转流过滤的稳定通量达到普通轴向流的4—10倍,这表明旋转流过滤是一种有效的膜过滤强化方法之一,由此为进一步探讨旋转流膜过滤强化机理,减少浓差极化和膜污染提供实验依据。     

具有旋转横流的管式膜微滤的渗透通量及环隙压力分布

用自行研制的计算机控制的在线管式膜器环隙压力测试系统实测分析了不同入口压力、不同悬浮液浓度和不同膜器环隙大小下的旋转横流膜微滤渗透通量大小及环隙压力分布规律,与一般横流膜微滤的环隙压力分布及渗透通量大小进行了对比,为进一步研究膜微滤强化机理、探讨减少或解决浓差极化和膜污染的方法提供了实测依据.     

SiO_2悬浮液膜微滤过程的数学模型的建立

介绍了在旋转管式微滤膜器内,用二氧化硅作为分离物料的性能实验操作过程,引入了强化倍数N这个无因次量。然后利用实验数据建立了二氧化硅在两种浓度下的强化倍数N的数学模型,并验证了模型的正确性。     

回转干馏炉内扰流件的扰动及增混特性

采用离散单元法（DEM）模拟了二组元颗粒体系在有扰流件回转干馏炉内的流动和混合。根据涡心区（混合死区）的位置和尺寸在回转干馏炉中分别安装了外接圆半径相等的圆柱、前半圆、后半圆和直板扰流件，研究了扰流件类型对扰流件尾流、颗粒平均速度和大小颗粒混合程度的影响。研究表明：当各扰流件穿过颗粒物料时，其尾流分别经历了左偏尾流、近似对称尾流和右偏尾流。扰流件类型不同，在相同的时刻其尾流的大小存在差异。当回转干馏炉内无扰流件或者有直板扰流件时，颗粒平均速度的波动范围较小，且波动较为不规则。当安装圆柱、前半圆和后半圆扰流件时，平均速度的波动范围较大，且波动规律性较强，每一个波动过程均由一个大波动和一个小波动构成。对于圆柱和前半圆扰流件，小波动位于波动范围的低值区，对于后半圆扰流件，小波动位于波动范围的中值区。对于二组元颗粒系统，当外接圆半径相等时，后半圆扰流件的增混效果最好，但干馏炉耗能最快。圆柱和前半圆扰流件的增混效果次之。直板增混效果最差，但相比于其他绕流件耗能最慢。较大的绕流件终末卸料角更有利于颗粒的增混。     

旋流式直立微滤膜器流场数值模拟及试验研究

采用RNG κ-ε模型对旋转横流管式微滤膜器流场进行了数值模拟,得出了膜器环隙内流场分布规律。与激光粒子成像测速系统PIV实测结果进行了比较,并以Delphi及Access 2000作为软件开发工具,研制了高精度的计算机控制的在线膜器环隙压力测试系统。实测了旋转横流膜器环隙内的压力分布规律,模拟计算结果与实验数据吻合较好。     

超重力场内气液传质强化研究进展

气液传质过程广泛存在于化学工业当中。气液传质强化技术的研究, 对缩短工艺流程、缩小设备尺寸、降低投资和运行成本等具有重要的意义。以旋转床为核心装备的超重力技术, 是气液传质过程强化的有效技术之一。经过30多年的发展, 超重力过程强化技术在基础和应用研究方面都取得了长足的进展, 特别是在受混合和传递限制的过程中得到广泛应用。本文从旋转床转子结构出发, 综述了整体旋转式、双动盘式、动静结合式等转子结构的超重力旋转床气液传质强化的研究进展和理论成果, 并展望了超重力旋转床气液强化传质的发展方向。     

微孔陶瓷膜过滤(二)——清洁陶瓷膜的纯膜阻力与阻塞

利用毛细管模型推导出双层陶瓷膜纯膜阻力并经实验得出其中的参数；通过以陶瓷膜为过滤介质的功态旋叶压滤机中的微滤实验，研究了阻塞系数Ｋ的影响因素