真空膜蒸馏法再生天然气脱硫废液的研究

采用真空膜蒸馏法处理吸收了硫化氢的碳酸盐富液,考察料液温度、流量、浓度及膜两侧真空度对分离效果的影响。结果表明,在实验条件下,富液进口温度、流量和膜两侧真空度的增加导致膜总通量增大;选择性系数随温度和真空度的增加而减少,随流量增加而升高;初始浓度对脱除率影响不大。装置运行的优化条件是:料液温度为60℃,流量为250 L/h,真空度85 kPa,在此条件下,富液的脱硫率可达96%。     

聚丙烯中空纤维支撑液膜提溴研究

以聚丙烯为膜材料、煤油为有机溶剂构成支撑液膜体系,研究了工艺条件对提溴传质过程的影响。结果表明,吸收液甲酸钠的浓度为0.1 mol/L时吸收效果较好;脱溴效率和传质系数均随原料液pH的增大而明显下降;原料液流量和吸收液流量越大,传质系数增大,脱溴率升高,在原料液体积流量达到80 L/h时,传质系数稳定在3.0×10-6m/s;原料液温度升高,溴在煤油和水中的分配系数升高,传质速度加快,脱溴率增加。     

气隙式膜蒸馏NaCl溶液的两相流强化

以膜蒸馏海水淡化为研究背景,采用气液两相流技术,对疏水改性管状陶瓷膜进行气隙式膜蒸馏模拟海水(NaCl溶液)强化实验研究。研究结果表明,在膜管内通入气体形成两相流后,去离子水和NaCl溶液的强化传质效率分别达到30.36%和28.57%。两相流过程强化影响因素的实验分别考察了料液温度、料液浓度和气体流量对渗透通量的影响,结果表明:在实验范围内,渗透通量随料液温度的升高而显著增大,且相比未通气体时增加了12%~44%;料液浓度增大导致渗透通量减小;气体的通入使得渗透通量增大,但当气体流量超过40L/h后,渗透通量却呈现缓慢下降的趋势;在体积气含率为0.5时的两相流强化效果最好,高速摄像仪拍摄到的现象很好地解释了该实验结果。研究结果将为进一步探究膜蒸馏强化过程的研究奠定基础。     

含硫酸钠高氨氮废水膜技术脱除研究

采用人工配制废水系统地研究了特种聚丙烯膜脱氨过程中各项参数对传质性能的影响,并考察了其长期操作稳定性。结果表明,温度从25.1℃降到5.2℃时,氨的总传质系数减小44.7%;反应液pH从9.5提升到11.5,氨的总传质系数增大8倍;以反应液1次过膜的连续处理方式运行,膜组件中氨总传质系数基本保持不变,而以循环反应液的处理方式运行时,膜组件中氨总传质系数逐渐降低;随Na_2SO_4的质量浓度从16.7 g/L升高至150.3 g/L,氨总传质系数提升14.6%,水的伴随渗透蒸馏通量从正值变为负值;在稳定性实验中,用该特种聚丙烯膜处理NH_(3~-)N的质量浓度为4 g/L的配制废水,持续稳定的运行了32 d,NH_(3~-)N去除率保持在95%以上,氨的总传质系数稳定在3.7~4.4μm/s,并且没有发生泄露现象。     

浸没式膜-生物反应器中污泥浓度对错流速度及传氧速率的影响

研究了浸没式膜-生物反应器中污泥浓度与膜面错流速度以及传氧速率之间的关系。结果表明,污泥浓度的提高使传氧速率系数下降,当污泥浓度从4.5g/L变化至21.5g/L,传氧速率系数从0.565降低至0.155。根据气液反应器理论进行传质分析表明,传氧速率系数的降低主要是由于污泥浓度增大引起了混合液粘度增大所致。同时污泥浓度的上升会导致膜面错流速度的降低,不利于控制膜污染。     

PTFE中空纤维膜萃取苯甲酸工艺研究

以氢氧化钠溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取料液中的苯甲酸,考察了料液相苯甲酸的初始浓度、料液相初始pH、料液相与萃取相流量比、萃取剂的初始浓度对苯甲酸萃取率(η)的影响。结果表明,随着料液初始浓度增大,η增大,当苯甲酸浓度1 g/L时,η减小,但膜通量基本不变,即存在一个最大膜通量,此时苯甲酸浓度变化对传质无影响;料液的pH值下降,η增大;萃取相氢氧化钠浓度增大,η增大;存在一个最佳相流量比(Q料/Q萃)为1.8。另外,温度升高有利于膜萃取。     

PTFE中空纤维膜萃取对苯二胺工艺研究

以硫酸溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取料液中的对苯二胺,考察了料液相对苯二胺的初始浓度、料液相初始pH、料液相与萃取相流量、萃取剂的初始浓度对对苯二胺萃取率(η)的影响。结果表明,随着料液初始浓度增大,η增大,当对苯二胺浓度0.8 g/L时,η减小,但膜通量基本不变,即存在一个最大膜通量,此时对苯二胺浓度变化对传质无影响;对苯二胺料液的pH增大,η增大;萃取相硫酸浓度增大,η增大。另外,温度升高有利于膜萃取。     

PTFE中空纤维膜萃取烟酸工艺研究

以氢氧化钠溶液为萃取剂,采用PTFE中空纤维膜萃取料液中的烟酸,考察了料液相烟酸的初始浓度、料液相初始pH值、料液相与萃取相流量比、萃取剂的初始浓度对烟酸萃取率(η)的影响。结果表明,随着料液初始浓度增大,η增大,当烟酸浓度0.9 g/L时,η减小,但膜通量基本不变,即存在一个最大膜通量,此时烟酸浓度变化对传质无影响;烟酸料液存在一个最佳pH值为4~5;萃取相氢氧化钠浓度增大,η增大;存在一个最佳相流量比(Q料/Q萃)为2.1;温度升高有利于膜萃取。     

新型气隙式膜蒸馏组件盐水浓缩的试验研究

利用新型气隙式膜蒸馏组件对氯化钠溶液进行膜蒸馏试验研究。考察了进料温度、流速、浓度对膜通量、造水比和截留率的影响。结果表明,膜通量和造水比随着进料温度T3升高而增大,随着进料浓度的增加而减小;料液流量增加时膜通量增大,造水比降低;试验过程中截留率基本保持不变,稳定在99.8%以上。当料液浓度为3.0%,进料温度T1为30.0℃,T3为95.0℃、流量为7.0 L/h时,膜通量为4.1 L/(m2·h),造水比为7.0,截留率可达99.8%,经过60 d浓缩试验后,膜通量、造水比和截留率均保持稳定。     

烟气直接接触蒸发浓缩脱硫废水研究

模拟烟道气和脱硫废水直接接触传质传热过程,进行了热空气和氯化钠溶液相关实验,研究了气液传质系数和系统蒸发量随操作条件的变化规律。结果表明,气液传质系数和系统蒸发量随空气流量、空气温度、溶液温度的提高变大,随溶液盐度的增加而变小。其中空气温度的影响最为明显,当空气温度从65℃增加到110℃时,气液传质系数由10 g/(m2·s)增加到21 g/(m2·s),系统蒸发量由0.13 kg/h增加至0.51 kg/h。烟道气与脱硫废水进行逆向流动直接接触方法对实际脱硫废水的现场实验表明,脱硫废水浓缩倍率达到10以上。可为利用电厂烟道气处理脱硫废水提供依据。     

膜蒸馏海水淡化过程中的两相流强化实验研究

以膜蒸馏海水淡化为研究背景,引入气液两相流技术,分别将氮气和低压水蒸气通入炭膜管内对膜蒸馏过程进行强化,并通过实验考察不同操作条件下的两相流强化效果。结果表明:通入两种气体后均可有效提高渗透通量,水蒸气的强化效果更好;渗透通量随氮气流量的增大先增大后缓慢减少,随水蒸气流量的增大持续增大;料液入口温度较低和浓度较高时,膜蒸馏两相流强化传质效率较高;料液入口温度越高,氮气与水蒸气的强化传质效率差别越小。研究结果将为进一步探究膜蒸馏强化过程奠定基础。     

错流式中空纤维膜接触器脱除水中氨氮的实验研究

采用矩形错流式中空纤维膜接触器进行脱除水中氨氮的实验研究,考察了操作条件对脱氨过程总传质系数(K)的影响。结果表明,料液p H和料液流速对总传质系数影响显著。料液p H=10.5时,料液流速由0.016 m/s增大到0.051 m/s,而硫酸浓度对总传质系数影响较小。实验获得了较高的K值,最高可达1.96×10-5 m/s。在最佳的脱氨条件下连续运行10 h,料液氨氮质量浓度由1 000 mg/L降至0.11 mg/L,具有广阔的工业化前景。     

竖直多孔平板上液膜流动特性的研究

孔结构被广泛应用于传质塔填料中,对填料上的液膜流动和传质行为影响较大。对竖直光板和多孔板上的液膜流动进行了三维模拟,并通过实验验证了模拟的准确性。通过模拟研究了孔结构对液膜流动特性的影响。结果表明,干燥孔会阻碍液膜的铺展,而润湿孔促进液膜的铺展。与光板相比,多孔板上的液膜具有起伏波,这将影响液膜的厚度分布和速度分布。液膜厚度波动和水平方向的速度波动随着孔径的增加而增加,而竖直流动方向的速度随着孔径的增加而降低。当孔径增加到一定值时,毛细波将出现在孔中的液膜中,这大大增加液膜水平方向上的波动速度,而降低流动方向上的速度。当孔径继续增加到临界值时,液膜将破裂。多孔板上孔内和气侧区域存在涡旋,能够促进内部液体交换和增大气侧扰动,从而增强传质能力。     

多效膜蒸馏技术分离尿素水溶液的研究

应用新型多效膜蒸馏技术,对尿素水溶液体系进行分离试验研究。用正交试验方法对操作条件进行优化设计,结果表明,在试验范围内,当膜侧进口温度90℃,料液流量30 L/h,料液初始质量分数0.5%,膜通量最大;当膜侧进口温度90℃,料液流量10 L/h,料液初始质量分数0.5%,造水比最大;膜通量随膜侧进口温度升高而增加,膜通量随进料流量增大而增加,造水比反之。     

气液两相流强化气隙式膜蒸馏脱盐实验及CFD模拟

针对管状煤基炭膜气隙式膜蒸馏过程通量低的问题,进行膜蒸馏氯化钠溶液气液两相流强化实验及CFD模拟研究,探讨两相流流型和气含率对强化过程的影响。实验结果表明:N2流量对渗透通量影响的模拟结果与实验结果吻合较好。当进料流量为40 L×hh~(-1)、N2流量为50 L×h~(-1) (气含率0.56)时,对应团状流,此时强化传质效果最好。模拟结果中强化过程的膜壁剪应力(约1.77 N×m~(-2))明显大于无强化过程(约0.015 N×m~(-2))。流动方向上,经强化后大小与方向均变化的剪应力可增强对料液的扰动进而增大渗透通量,也可降低膜污染与浓度极化程度进而延长操作时间。气含率不大于0.56b (泡状流、塞状流与团状流)时,随着气含率增大,气泡群对料液的扰动作用增强,强化传质效果变好;气含率大于0.56 (乳沫流与环状流)后,两相间出现较为明显且稳定的界面,扰动作用相比团状流时变差。利用CFD方法模拟得到的膜壁剪应力、气液两相流型、速度分布、湍流强度规律可用于定性分析两相流强化过程,为进一步探究该过程强化传质机理提供依据。     

中空纤维膜无泡充氧特性研究

使用材质为聚四氟乙烯(PTFE)和聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)的两种中空纤维膜组件进行无泡充氧特性研究，分析回流量、进气压力和温度等因素对氧传质系数、氧传质速率(OTR)的影响。结果表明：当操作模式为错流，回流量为100 L/h，温度为34℃，进气压力为2、3 k Pa时，PTFE中空纤维膜的氧传质系数分别为0.302 4、0.388 9 h^-1,OTR分别为0.107、0.133 g/(m²·h),PMP中空纤维膜组件的氧传质系数分别为0.248 2、0.302 4 h^-1,OTR分别为0.085、0.102 g/(m²·h)，两种膜组件的氧传质系数和OTR都随着进气压力的增大而增大；当进气压力为3 k Pa时，在回流量为25～100 L/h、温度为4～34℃范围内，随着回流量和温度的增大，氧传质系数与OTR均增大；实验选用的PTFE和PMP两种中空纤维膜组件无泡充氧性能，均明显优于传统微孔曝气方式，可为新型曝气方式的开发提供参考。     

PVDF膜接触器脱除回收垃圾渗滤废液中的氨氮

应用PVDF膜接触器处理垃圾渗滤废液,考察了料液pH、流量和温度等对膜组件传质性能的影响.实验结果表明：废液中的氨氮可被脱除至150· 10-4％以下,同时还可得到浓度为26％左右的硫酸铵溶液.提高料液pH和温度可促进氨的传质,而废液流量对传质系数影响较小.     

PVDF膜接触器脱除回收垃圾渗滤废液中的氨氮

应用PVDF膜接触器处理垃圾渗滤废液,考察了料液pH、流量和温度等对膜组件传质性能的影响。实验结果表明:废液中的氨氮可被脱除至150·10-4%以下,同时还可得到浓度为26%左右的硫酸铵溶液。提高料液pH和温度可促进氨的传质,而废液流量对传质系数影响较小。     

固定床吸附烷烃中芳烃的模拟

本文在实验研究烷烃中少量芳烃的固定床吸附动态过程的基础上,进行模型化计算,分别用线性推动力和孔扩散两种固定床吸附模型,拟合得出总传质系数,液膜传质系数和孔扩散系数,两种模型的拟合计算结果表明：在本文的实验条件范围内,传质推动力可用线性推动力表示。总传质阻力由液膜传质阻力和颗粒相传质阻力的共同作用而形成,它随着温度,浓度和流量的降低而增加,孔扩散系数与流量无关。     

新型PDMS渗透蒸发膜处理含酚废水的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,甲苯为溶剂,甲基三乙氧基硅烷为交联剂,二丁基二月桂酸锡为催化剂,制得PDMS渗透蒸发膜,以分离因子、渗透通量作为膜分离性能的主要评价指标,研究了交联剂用量及操作条件对膜性能的影响.结果表明,交联剂用量增加,膜对苯酚的选择性增加,渗透通量先上升后下降;料液温度升高,膜的选择性降低,而渗透通量增加;料液浓度增加,膜的选择系数和渗透通量均增加;料液流速加快,膜的渗透通量和选择系数均增加;下游侧压力升高,渗透通量减小,而选择系数增加.在料液温度为60℃、质量浓度为0.5 g·L~(-1)、体积流量为0.6L·min~(-1),下游侧压力为6kPa时,膜的渗透通量为98mg·m~(-2)·h~(-1),膜对苯酚的选择系数为5.12.