膜基复合溶液吸收CO2过程模拟

建立了膜基复合溶液吸收CO₂传质微分方程模型,模型中考虑了MDEA-AMP复合溶剂吸收反应交互作用和溶剂对膜孔的湿润性两种因素,模拟了这两种因素、不同气液速及不同组件对传质过程的影响,通过SEM摄片考察了溶剂对膜结构形态的影响.结果表明：交互作用和湿润性是影响传质过程不可忽略的重要因素;MDEA和AMP的增强因子对总增强因子不具有加和性;湿润使膜相阻力迅速上升,成为传质阻力的主导项;高液速时膜孔易被湿润;SEM摄片发现溶剂使膜孔增大,长时间运行疏水性膜有亲水化趋势.考虑交互因子β和湿润率η的模型,模型值与实验值符合更好.     

纯气体在玻璃态高分子膜中吸收过程机理的研究

基于双方式吸收的基本概念,并假设气体在膜中的溶解过程类似于在溶液中的溶解过程,得出了用于描述气体在玻璃态高分子膜中吸收过程的普遍化双方式吸收模型.该模型考虑了气体分子与膜之间的相互作用,并认为主要是溶解浓度影响了溶解度系数.     

膜气体吸收过程中复合溶液化学增强因子预测

建立了一个膜吸收复合溶液化学增强因子计算模型,实验测定和模型预测了胺类复合溶液膜吸收CO2的增强因子,研究了Hatta准数Ha、气液流速、吸收剂浓度等因素对增强因子的影响,通过比较评价了模型的准确性。结果表明:当Ha>2,增强因子E值近似等于Ha,胺类膜吸收CO2的反应可作为拟一级快速反应处理;吸收剂浓度对增强因子的影响很大,随吸收剂浓度增大增强因子迅速增大;液速增大,增强因子也增大,但增大幅度有限;气速对增强因子几乎无影响。数学模型能较好地预测复合溶液膜吸收CO2的化学增强因子,预测的平均相对偏差为8.7%,最大为15.5%。     

膜基-氨基酸盐及其复合溶液吸收CO2的性能

选择了氨基乙酸(GLY)和氨基丙酸(ALA)的盐溶液作为CO2吸收剂,将高效活化剂哌嗪(PZ)添加于GLY形成新型氨基酸基复合溶液,采用膜接触器-再生循环装置,研究了液速、吸收剂浓度等因素对总传质系数和脱除率的影响,评价和比较了GLY和ALA及其复合溶液的吸收性能。结果表明:GLY的传质推动力大于ALA,GLY的总传质系数和脱除率大于ALA;在吸收剂浓度对总传质系数的影响程度上,GLY大于ALA;复合溶液的吸收性能明显优于单一的氨基酸盐溶液,少量的PZ能显著地增强传质效率。     

复合溶液膜吸收CO2的性能及其对膜孔润湿的影响

利用自行搭建的CO₂膜吸收实验台,采用聚丙烯（PP）膜组件,以质量分数10%的N-甲基二乙醇胺（MDEA）作为主体胺溶液,添加不同配比的哌嗪（PZ）、乙醇胺（MEA）、甘氨酸钾（PG）,考察CO₂脱除效率和传质速率的变化,比较不同复配比的复合溶液表面张力以及对PP膜的浸润性,并以10%MDEA+10%PG混合溶液作为吸收液进行长时间实验。结果表明：添加少量的添加剂对MDEA溶液膜吸收CO₂均有显著的促进作用,当配比小于0.2时,促进作用大小为PZ>MEA>PG;当配比大于0.2时,促进作用大小为PZ>PG>MEA;PZ和MEA均随着添加配比的增加,溶液表面张力减小,而PG相反;表面张力小的溶液对膜浸润性较强,容易造成膜润湿;添加剂质量分数均为10%时,对膜溶胀性和疏水性以及膜孔结构影响大小为PZ>MEA>PG;在20天内,PG/MDEA混合溶液作用下的CO₂脱除效率从89.56%下降为83.09%,对PP的疏水性影响较小,膜组件可以稳定运行。吸收液表面张力对膜吸收法脱除CO₂性能的影响显著。所得结果可为膜吸收CO₂吸收剂复配提供依据,并可为揭示膜吸收CO₂过程中膜润湿导致膜失效的机理以及抑制膜润湿提供实验数据。     

炭膜气体分离性能研究

以酚醛树脂为原料制备了炭支撑膜和炭－炭复合膜，研究了其气体分离性能。结果表明：炭支撑膜分离气体和机理包括努森扩散和粘性流；采用浸涂－干燥－炭化的工艺制备的炭－炭复合膜对Ｈ２／ＣＯ２具有较好的分离性能，Ｈ２／ＣＯ２分离系数达５．６，大于理想努森扩散的分离系数３．７。但在高压差时复合膜上ＣＯ２的表面扩散增强，使Ｈ２／ＣＯ２分离系数下降。     

脱除和浓缩CO2的膜气体吸收技术的开发

温室效应是影响地球气候变化的主要因素，已引起世界各国的高度重视，而温室气体CO2的排放量主要来自工业领域，如火力发电、石油化工、冶金企业、医药工业、食品发酵领域等。如何减少全球CO2的排放量缓解温室效应，关系到人类的生存和发展，研究高效低能耗可行的分离和回收CO2技术有其重要的意义。用来分离和脱除CO2的技术包括各种物理和化学处理方法，如溶剂吸收、变压吸附、深冷分离和膜分离等。膜接触器在技术可靠性和经济性方面显示出突出的优势，被认为具有很大应用潜力的技术之一。     

聚四氟乙烯膜气体吸收数学模型和孔隙率的影响

膜吸收是将膜分离与传统的吸收技术相结合的一种新型分离技术。在这些过程中经常使用多孔膜,多孔膜对过程的传质性能有一定的影响。对不同孔隙率的微孔聚四氟乙烯(PTFE)疏水性平板膜的膜气体吸收过程中液相传质性能进行了实验研究。当采用去离子水-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能没有影响;当采用NaOH水溶液-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能有明显的影响。在相同流速下,孔隙率大的膜液相传质系数高于孔隙率小的膜。以双膜理论为指导,建立了多孔膜气体吸收过程中液相传质模型。用该模型描述多孔膜孔隙率对液相传质系数的影响,其结果与实验数据具有良好的一致性。     

聚醚砜酮基炭膜的制备及其气体分离性能

采用浸渍涂膜法,以商用聚醚砜酮(PPESK)为前驱体制备了管式复合炭膜,考察了涂膜次数、改性剂及其加入量对所制备炭膜的气体分离性能的影响.结果表明,随着涂膜次数增多,气体分子的渗透速率逐渐减小而选择性呈增大趋势;加入改性剂后的复合炭膜渗透速率和分离系数均有不同程度的提高,表明改性剂不仅改善了涂膜液与支撑体之间的复合效果、减少涂膜次数,同时也促进了气体渗透速率的提高.利用扫描电镜对复合炭膜的微观形貌进行观测,可以看出,复合炭膜由支撑体和分离膜层2部分组成.膜表面很致密均匀,无明显缺陷,分离层薄而均一,厚度在5μm左右,且与支撑体结合紧密.     

NOx气体在碱溶液中的吸收反应

本文针对 NOx 气体在碱溶液中的工业吸收过程,确定了该体系的独立反应数,建立了吸收反应机理模型和吸收动力学模型。     

聚丙烯中空纤维膜组件分离烟气中的CO2

膜吸收法在大型工业燃煤电厂二氧化碳（CO2）捕集方面具有很好的应用前景,但烟气组分对该技术效果影响还有待进一步研究。本文以单乙醇胺（MEA）为吸收剂,开展了疏水性聚丙烯（PP）中空纤维膜组件分离模拟烟气中的CO2的实验研究,考察了吸收操作条件以及燃煤烟气中水汽和SO2对膜组件吸收效率的影响。结果表明,试验的最佳液气比为24 L/m3;MEA的浓度为0.6 mol/L;膜组件进口的温度变化对吸收效率基本没有影响;CO2的浓度在10%～20%内变动对吸收效率影响不大。与CO2相比,SO2会优先发生吸收作用,而水汽则会吸附在聚丙烯中空纤维膜组件的孔壁上,产生毛细管凝聚现象,阻塞CO2的渗透吸收。     

燃煤烟气中CO2膜吸收分离技术的膜浸润特性述评

膜吸收法是分离燃煤烟气CO₂的主要工艺之一,膜润湿造成的膜阻力增加以及膜表面形态改变是膜吸收法研究中遇到的主要问题,阻碍了膜吸收法的广泛应用。本文在膜吸收法的基本原理基础上,阐述了影响膜润湿的因素（吸收剂种类、吸收液浓度、温度、液相压力和流速）以及膜特性因素（膜材料和膜结构）的最新进展,详细分析了膜与吸收剂之间的兼容关系,确定孔润湿是制约膜组件长期稳定运行的关键因素。最后提出了未来缓解膜润湿方面的主要研究方向：优化操作条件、开发新型性价比高的吸收剂和膜材料以及通过进行膜的表面改性等手段来改善膜和吸收剂的兼容性,提高膜接触器长时间运行的稳定性以及进一步细致探究如何恢复膜组件的性能,从而提高重复利用率。     

PVDF中空纤维膜接触器分离烟气CO2

以水（H2O）、氢氧化钠（NaOH）、氨基乙酸钾（GLY）、氨基乙酸钾-哌嗪（GLY-PZ）水溶液为吸收剂,研究了疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜接触器分离CO2/N2模拟烟气中CO2的技术,具体考察了流动方式、气液流率、吸收液浓度和温度、原料气CO2浓度、填充密度等对膜接触器吸收效率的影响。结果表明,气液逆流的腔流程模式具有较高的分离效率。不同吸收剂的分离性能为：NaOH > GLY-PZ > GLY > H2O。温度对各种吸收剂的影响随其种类不同而有所差异。膜接触器对烟气CO2的分离效率随填充密度、吸收液浓度和流率的提高而增大,随气体流率及其中CO2浓度的增大而减小。     

陶瓷膜接触器化学吸收氮氧化物的传质过程与阻力分析

针对选择性催化还原技术(SCR)存在装置大、运行费用高、催化剂中毒失活等问题,将平均孔径为100 nm的Al₂O₃陶瓷膜进行疏水改性并组装成膜接触器,以NaClO₂水溶液为吸收液,开展陶瓷膜接触器在烟气脱硝领域的应用研究。考察了陶瓷膜接触器在化学吸收脱硝中的稳定性,以及气体流量、吸收液浓度、吸收液流量、吸收液pH等因素对NO脱除率和传质通量的影响,基于阻力串联模型,建立总传质系数方程。研究表明,陶瓷膜接触器在连续600 min运行过程中,NO的脱除效率及传质通量分别稳定在99%和0.038 mol·m^-2·h^-1左右。进气流量的增加会促进NO的吸收,吸收液pH=3时具有最高的氧化吸收性能,同时提高吸收液的浓度会增强NO的脱除效果。NO的传质过程同时受气、液、膜三相阻力控制,传质阻力分析结果表明,可以通过增加气体流速减小气相阻力,增加吸收液浓度同时降低pH减小液相阻力。本研究在烟气脱硝领域具有良好的应用前景。     

天然气净化膜及膜内气体传质机理研究

作者以碳氟高分子聚合物为膜材,通过辐射接枝技术,得到含氟羧酸膜（ＰＦＣＭ）,并分别用乙二胺（ＥＤＡ）、三乙醇胺（ＴＥＡ）、三乙烯二胺（ＴＥＤＡ）等三 活性载体,对ＰＦＣＭ进行改性,得到了酸性气体促进传质优先渗透酸性组份的特征。可用于 天然气净化。本文以ＣＨ４、ＣＯ２和Ｈ２Ｓ为对象,测定了上述几种膜内的吸收等温线数据和渗透动力学数据。分别考察了活性载体种类和改性度以及温度等参数对膜性能的影响。进而阐     

Nafion全氟离子交换膜与Aciplex-F离子交换膜的比较

对Ｎａｆｉｏｎ全氟离子交换膜及Ａｃｉｐｌｅｘ－Ｆ离子交换膜的性能包括操作条件、预处理,及商务保证条款进行比较,系统地介绍了该两种离子膜的相同点与不同点,为氯碱厂选择采购离子膜产品提供依据。     

微孔中空纤维膜接触器烟气脱硫性能的研究

对中空纤维膜接触器用于烟气脱硫的工艺进行了实验研究并建立了脱硫率计算模型。采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组装膜组件,用SO2钢瓶气与空气配制模拟烟气,气相走中空纤维膜内侧,以Na2SO3溶液为吸收剂进行脱硫实验研究。实验结果表明,该脱硫工艺脱硫率高且稳定。当Na2SO3吸收液浓度大于5%,液相阻力可以忽略;脱硫率随气速的增大而减小,而随膜组件有效长度、膜传质系数的增大而增大。忽略液相传质阻力,用传质速率与物料衡算方法及传质经验关联式,建立微孔中空纤维膜接触器烟气脱硫率计算模型,模型计算值与实验值误差小于9.5%,模型能比较可靠地模拟烟气脱硫过程,通过该模型可以快捷计算脱硫率。