气-液膜接触器用膜材料的研究进展

气-液膜接触器作为新型的非分散式的气-液接触设备,有望替代传统的分散式气-液接触设备。膜是气-液膜接触器的重要组成部分,其性能决定着气-液膜接触过程的分离效果。针对气-液膜接触器用膜材料,文中分析了弱疏水性膜材料用于气-液膜接触器的可行性。通过膜结构的优化和膜表面的疏水改性等方法可以提高膜的透气性能和膜表面的疏水性能,达到降低膜的传质阻力,提高气-液膜接触器的使用性能的目的。指出膜材料选择范围的扩大化、膜结构的最优化以及膜的疏水改性等方面是气-液膜接触器领域的主要研究方向。     

混合气中C6H6的膜气体吸收分离过程

以疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(n-Formyl morpholine,NFM)水溶液为吸收剂,研究了膜气体吸收技术分离混合气中苯的传质过程,考察了各操作参数对传质过程的影响,建立传质阻力模型,对模型预测值与实验值进行了对比.结果表明:提高气液相流量及浓度、吸收剂浓度,降低吸收液负载有利于提高传质通量.传质过程受液膜控制;在实验条件下,模型预测值与实验值符合较好,最大误差为20.2%,平均误差为9.2%.     

乳状液膜法提取制革废水中Cr3+的传质模型研究

采用改进的渐进前沿模型研究以对叔丁基杯[4]芳烃乙酸(简称为B[4])为载体提取制革废水中Cr3 的传质过程,在渐进前沿模型的基础上通过对传质阻力的假设得到了3个方程组;通过实验求得相应的模型参数;用Matlab软件求解模型方程,结果表明,在该传质过程中,阻力主要为膜外相边界层传质阻力、膜相传质阻力、膜破损阻力,且膜外相边界层传质阻力起控制作用.     

PTFE中空纤维膜接触器法脱除沼气中CO_2过程研究

研究了高压PTFE中空纤维膜接触器脱除模拟沼气中CO_2的过程.以纯水作为吸收剂,在0.8MPa操作压力下,系统考察了气液相流量、组件装填分率和膜孔隙率等对CO_2脱除效果的影响.通过总传质系数的计算,对过程传质进行了定性和定量分析,结果与采用传质阻力经验关联式得到的液相、膜相和气相传质阻力及分布规律一致.结果表明,实验条件下膜接触器法可将沼气中CO_2含量从40%(摩尔分数)降低至3%以下;吸收过程中液相传质阻力起主要作用,占到总传质阻力的80%左右,而气相阻力则可忽略不计.     

对中空纤维膜接触器空间结构的分析与探讨

介绍了中空纤维膜接触器在气体分离、净化以及精馏结构填料替代等方面研究的最新进展,并结合笔者所进行的实验工作,从膜接触器中体系的流动方式、壳程挡板、纤维膜组器的填充密度等方面详细探讨了中空纤维膜接触器的空间结构对于过程传质和分离效果的影响.分析结果表明,在气液接触分离过程中,为有效提高膜接触分离过程的传质系数,大多数研究采用了平流中的逆流方式;壳程挡板的增设可以促进过程的分离效果,但其作用并非始终随挡板数量的增加而增强;膜组器填充密度对壳程传质的影响明显,且大多数实验结果表明,过程分离的总传质系数随填充密度的增加而减小.     

PVDF膜接触器在电厂含氨废水处理中的应用研究

燃煤电厂含氨废水具有水量大、氨氮浓度高、水质波动大的特点,常规脱氨工艺处理困难.本文采用PVDF膜接触器处理燃煤电厂高浓含氨废水,考察了膜接触器类型、水侧流量、气侧真空度、气液接触面积、进水水质等因素对脱氮效率的影响.结果表明,基于PVDF膜接触器的气液分离工艺,能够将高浓含氨废水中的氨氮浓度由1 250 mg/L降至300 mg/L以下;外压式和内压式膜接触器都有理想的应用效果;提高膜接触器水侧流量、气侧真空度能够有效提高NH₃传质效率;增大传质膜面积能够显著提升循环液氨氮脱除率.提出了分离NH₃在燃煤电厂的多种资源化回用途径,为膜接触器的工程化应用提供参考.     

聚丙烯中空纤维膜/二(2-乙基已基)膦酸体系萃取水溶液中铜离子的研究

研究了聚丙烯中空纤维膜接触萃取器中二(2-乙基已基)磷酸萃取金属铜离子的工艺条件以及溶剂夹带,分析了原料的pH值、两相流速、有机相初始铜离子浓度以及萃取膜面积对萃取效率的影响,结果表明,两相流速、萃取膜面积对萃取率基本无影响,而水溶液的pH值和有机相初始铜离子浓度的改变使萃取率在40%～99%之间变化.这主要是由于整个萃取过程的传质阻力主要来源于D2EHPA和Cu2 的界面配位络合反应阻力,当铜浓度比较高时,传质阻力或传质系数与铜浓度无关,其值基本不变;而当铜浓度降低时,传质阻力随着铜浓度的降低而增大,传质系数则随着铜浓度的降低而减小.     

中空纤维封闭液膜用于乳酸分离

利用中空纤维封闭液膜技术对乳酸的分离进行了研究，采用三烷基胺（７３０１）＋正辛醇＋煤油混合溶剂为萃取剂，以水作为反萃剂，在聚砜中空纤维膜器中进行实验。研究结果表明，在中空纤维封闭液膜技术分离乳酸中，总传质阻力与料液相流速和反萃相流速的１／３次方均呈反比关系。实验研究了鼓泡技术对强化质的影响，在中空纤维膜器壳程中鼓入空气有利于提高传质系数。实验中还讨论了反萃液温度对过程的影响，传质阻力随着操作温度的     

海水烟气脱硫膜吸收单元及工艺研究

以海水作为吸收剂,采用自行研制的中空纤维管式膜接触器作为吸收单元,进行膜吸收法海水烟气脱硫过程模拟试验研究.考察膜接触器结构、膜填充密度、膜吸收单元工艺方式、模拟烟气SO2浓度、温度、气液流量等因素对脱硫效率的影响.结果表明,提高烟气温度、海水流量、膜接触器内气液分布均匀程度、气液相有效接触面积、增加膜吸收级数,均有利于提高脱硫率;烟气流量及SO2浓度的增大不利于SO2的脱除;烟气流经管程的气液流程方式利于提高脱硫率,但是气阻大,进气压力高,工程化应用难以实现.提高膜材料传质特性和优化设计膜接触器结构是提高膜吸收法烟气脱硫效率的根本途径.     

膜-生物反应器处理高浓度有机废水膜污染影响因素的研究

以膜传质阻力的变化来表征膜污染的状况,在一体式膜-生物反应器处理高浓度有机废水的条件下,分别考察了抽吸时间、膜通量和混合液性质对膜传质阻力的影响,并分析了SS浓度和上清液溶解性有机物浓度(COD)与膜传质阻力之间的关系.结果表明,在曝气量相同,污泥浓度稳定在13g/L左右,停抽时间为3min时,适宜的抽吸时间为10min,膜通量为10L/(m2·h);膜传质20min的阻力R20与SS浓度和上清液COD浓度的定量关系式为R20=9.129E(+9) COD0.4497SS1.0189;膜外表面污泥层的迅速沉积和膜内表面微生物的滋生是高微生物浓度条件下膜-生物反应器膜污染的主要原因.