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1.
为了考察乙醇-水体系渗透汽化实验中影响因素对亲水性PAA-Al2O3复合膜分离性能的影响,采用中心组合旋转设计方法设计实验,以渗透通量和选择性为实验响应,建立了以接枝丙烯酸单体浓度、操作温度和料液浓度为变量的回归模型方程.通过回归模型的分析,发现在乙醇-水渗透汽化脱水实验过程中,对渗透通量影响最明显的是操作温度,其次是料液浓度;对选择性影响最明显的则是操作温度与料液浓度间的交互作用,其次是接枝丙烯酸单体浓度.为了对乙醇-水体系的渗透通量和选择性进行优化,运用满意度函数方法分析了回归模型方程.结果表明,料液浓度为95%(wt)的乙醇-水共沸混合物的优化条件为接枝丙烯酸单体浓度为8%(wt)和操作温度为55.9℃,其总体满意度函数值为0.50,优化结果是令人满意的. 相似文献
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渗透汽化过程分离乙醇-水的模型分析 总被引:1,自引:0,他引:1
为了预测渗透汽化过程中渗透通量与渗透液中水的质量分数,对分离乙醇-水体系的连续操作错流型渗透汽化过程建立了数学模型,并在特定操作条件下进行了模拟计算,模拟计算值与实验值基本吻合.对渗透物水的质量分数进行了理论计算,并与实验值进行比较,为操作条件的进一步优化提供了理论依据.利用实验数据分别对乙醇和水的渗透通量进行回归,得到了乙醇和水的质量浓度的三次方程,根据该方程可以对渗透通量进行预测. 相似文献
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渗透汽化复合膜分离甲醇-水溶液的研究 总被引:5,自引:0,他引:5
用不同摩尔比的丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)进行水溶液共聚,把所得共聚物溶液刮膜,并夹在聚乙烯醇(PVA)缩甲醛交联膜之间制备渗透汽化复合膜,采用该膜对60%-90%醇-水溶液进行渗透汽化分离实验,并与自制的聚乙烯醇缩甲醛交联膜进行对比.结果表明:丙烯酸和丙烯腈单体摩尔比为1:1时,渗透汽化效果较好,在50℃分离90%的甲醇-水溶液时,渗透通量为2300g/(m^2·h),分离系数达到18;1:1共聚复合膜的渗透汽化分离指数约为41.4kg/(m^2·h),是聚乙烯醇缩甲醛交联膜的1.53倍. 相似文献
4.
重石脑油作为芳烃重整装置的原料,要求油品中水分含量低于20μg/g,以保证脱硫剂的使用寿命,进一步避免装置催化剂铂的中毒。建立了年处理量为8 000 kg的渗透汽化装置对重石脑油的深度脱水进行研究,通过考察操作温度θ、进料质量分数ρw、操作流量qv和透过侧压力p来确定合适的工艺条件。实验表明80℃、500 L/h、1.5 kPa下采用恒温加热的方式,达到了渗透通量Jw=0.34 g/(m2.h)的最好分离效果。通过数据拟合确定了Jw和ρw、θ、p关系的经验公式,并且推出了Jw计算的总公式,实验结果为106kg级渗透汽化重石脑油脱水的中试设计提供了基础数据。 相似文献
5.
发酵的低效率和产物分离的高能耗是目前燃料乙醇生产的主要技术瓶颈。采用发酵-PDMS膜渗透汽化-乙醇蒸汽二次分离集成工艺进行乙醇的发酵实验。发酵与渗透汽化膜分离操作连续耦合,用常温水对膜下游的渗透蒸汽进行部分冷凝,未冷凝的高浓度乙醇蒸汽经真空泵输送到大气条件下自然冷凝,实现了渗透蒸汽的二次分离。发酵实验持续264 h,得到细胞的平均浓度为19.8 g/L,葡萄糖的平均消耗速率为6.09 g/(L·h),乙醇的平均体积产率为2.31 g/(L·h),乙醇的得率系数为0.38,发酵液的乙醇累积产量达610 g/L。能耗分析表明,采用这种集成工艺生产乙醇的蒸汽输送段能耗仅为传统低温冷凝段能耗的26%。 相似文献
6.
采用异烟酸与酸化后的多壁碳纳米管(MWNTs)发生酯化反应,将Ag+与酯化后的MWNTs上的吡啶环发生络合反应,使MWNTs接上Ag+.改性后的MWNTs与壳聚糖共混制备以聚砜为底膜的复合杂化膜.用FT-IR、TEM和XPS表征改性后的MWNTs以证实MWNTs上接了Ag+.并且利用SEM观察复合杂化膜的表面与断面.通过渗透汽化实验的结果表明:MWNTs-Ag+/壳聚糖杂化膜的分离性能优于MWNTs/壳聚糖杂化膜,并且随着Ag+质量分数的增加,渗透通量J增加,分离因子先增加后减小,当膜中MWNTs-Ag+相对于壳聚糖的质量比为1.5%时,分离因子α达到最大值为30.88,通量为237.78g/(m2·h)(苯质量分数为10%,温度为20℃). 相似文献
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以哌嗪水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液,通过油水两相界面聚合在聚砜超滤膜表面形成功能层.制备了超薄聚哌嗪酰胺/聚砜纳滤复合膜,利用衰减全反射傅立叶变换红外技术和X光电子能谱研究了超薄复合膜(TFC)表面化学结构,利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察了膜的形态结构.结果表明.在最初很短聚合时间(〈30s)内基膜表面形成一层聚酰胺脱盐功能层.新生功能层不能阻隔两相界面聚合.使得功能层不断增厚趋于稳定.基膜表层对复合膜通量影响很大,基膜表层越薄,所得TFC通量越大;TFC表面粗糙度与其性能关系密切,适宜的粗糙度可以使其获得高通量和高脱盐率. 相似文献
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对共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能进行了研究.采用经硅烷偶联剂改性后的管式陶瓷膜作为基膜,通过动态层层吸附自组装(layer-by-layer,LbL)技术在管式陶瓷膜内表面分别组装聚丙烯酸(poly acrylic acid,PAA)/聚乙烯醇(poly vinyl alcohol,PVA)/戊二醛(glutaraldehyde,GA),再通过热交联引发层间反应,生成共价键,形成稳定性较强的多层复合分离膜,并将其用于渗透汽化领域.考察了组装层数、复合时间、交联温度和PVA相对分子质量等条件对复合膜性能的影响.结果表明:当组装层数为5层、进料液温度为75℃时,有机-无机复合膜对95%的乙醇/水体系,其透过液水的质量分数为99.5%,渗透通量可达102 g/(m2·h). 相似文献
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PAN/PEI/PAA复合膜组装及其渗透汽化性能 总被引:1,自引:0,他引:1
为了制备高性能的渗透汽化复合膜,采用水解处理后的PAN超滤膜作为基膜,通过静电层层吸附聚电解质PEI/PAA组装渗透汽化复合膜,研究了基膜水解条件对复合膜渗透汽化性能的影响,确定适宜的水解条件为温度65℃,碱液浓度为2mol/L,时间为60min;并且对制膜过程进行优化,采用未质子化的水解后基膜,选用乙醇作为PEI溶剂;同时,考察了渗透汽化过程中,操作条件以及不同醇/水分离体系对复合膜分离性能的影响.结果表明,醇类物质分子量越高,复合膜渗透汽化性能越好.当进料液为70℃的质量分数为95%的异丁醇/水溶液时,透过液中水的质量分数可达98.26%,渗透通量为346g/(m2·h). 相似文献
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邹炎 《南昌大学学报(工科版)》2010,32(3):250-254
采用浸没沉淀相转化法制备碱性水电解用聚砜复合隔膜的工艺研究。分别考察了聚砜(PSF)含量、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量、ZrO2添加量、蒸发时间、凝固浴温度和湿态膜厚度对成品性能的影响,并对其空隙率、最大孔径、亲水性、碱失量等进行了表征。获得的优化实验条件:铸膜液以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,PSF和PVP的质量分数均为15%,干态下氧化锆的质量分数为60%左右,预蒸发时间和凝固浴温度分别为15 s和15℃,湿态膜厚度为0.515 mm。在此优化条件下,隔膜的各项主要指标均表现出良好的性能。 相似文献
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利用PDMS和PPO端基羟氨缩合反应制备得到可应用于渗透汽化膜材料的嵌段共聚物,并将其应用于乙醇/水二元混合体系的分离.实验采用氨丙基封端的PDMS和羟基封端的PPO在120℃、稀H2SO4存在的条件下冷凝回流反应10 h以上,得到含有"软-硬"嵌段的白色粉末状共聚物,利用核磁共振仪表征了产物的组成,并根据结果预测嵌段共聚物的构型为AB和ABA型.通过溶剂挥发法制备成均质膜,渗透汽化实验表明,PDMS-b-PPO共聚物膜具有优先透醇的性能,相比于PDMS膜,分离性能和成膜性能均有提高. 相似文献
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硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵传质动力学实验研究 总被引:9,自引:5,他引:9
利用新型的硅橡胶平板复合膜构造乙醇连续发酵膜生物反应器,研究了连续发酵-渗透蒸发操作稳态过程的膜传质动力学问题,实验分析了发酵液循环流量、发酵温度、膜表面液体流动模式对膜性能的影响。在长达500h的连续发酵过程中,膜的分离性能维持相对稳定,没有出现膜污染现象。硅橡胶膜对发酵液中的乙醇的原位分离有效地减轻了代谢产物对细胞抑制作用,在发酵过程的前后阶段,膜的总传质系数从5.21×10-7m/s提高到7.94×10-7m/s。膜对实际发酵液的分离性能表现比对乙醇-水模型溶液的高。 相似文献
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硅橡胶膜在乙醇发酵-渗透蒸发耦合过程中的分离性能 总被引:6,自引:1,他引:6
为掌握乙醇发酵 -渗透蒸发耦合过程中的膜分离行为 ,在发酵液温度 30~ 4 0℃、糖浓度 0~ 10 0g/L以及有无细胞存在的实验条件下 ,测试了乙醇通过硅橡胶膜的传质分离速率。结果表明 ,发酵温度升高促进渗透蒸发 ,但乙醇产率同时降低 ,导致过膜总通量增加而乙醇通量无明显变化 ,说明耦合过程操作温度应以实现高浓度连续发酵为控制因素 ;糖浓度增加对水分子在膜面的吸附有抑制作用 ,导致水的渗透通量减少 ,从而相对提高了膜对乙醇的选择性 ,分离因子提高 ;发酵液中细胞的存在促进了膜面的传质 ,有利于乙醇的渗透蒸发 ,过膜通量增加。 相似文献
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采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m2·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m2·h). 相似文献
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PDMS复合膜薄层流动膜组件中的渗透蒸发传质动力学 总被引:8,自引:4,他引:8
用自制的高性能矩形平板PDMS复合膜构造了薄层流动水力学结构的渗透蒸发膜组件,并进行了乙醇溶液的渗透蒸发传质动力学研究.实验得到了很好的渗透通量与浓度推动力之间的动力学关系.根据膜渗透蒸发的串联阻力概念,把液相边界层传质的Sherwood模型计算值与实验测量的总传质系数相结合,得出了渗透蒸发的膜内传质系数.分析表明,在料液温度25℃时,膜内传质阻力对渗透蒸发传质总阻力的贡献超过70%,说明膜内传质阻力是整个渗透蒸发过程的控制因素.对不同流动状态和不同温度下的传质动力学行为进行了实验测量和分析,结果显示,矩形平板PDMS复合膜与薄层流动膜组件的结合优于我们原来研究过的圆形膜及膜器,可以充分发挥膜的高性能.这一结果对PDMS复合膜和膜组件构形及其渗透蒸发过程的设计和运行具有重要意义. 相似文献
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以聚偏氟乙烯为底膜材料,以羟乙基纤维素(HEC)为活性层材料,通过改变底膜铸膜溶液中添加荆的质量浓度.制备出不同的渗透汽化脱硫用HEC复合膜;用催化裂化汽油评价了复合膜的脱硫性能,并对汽油组分在底膜内的传质进行了简单分析.结果表明.添加剂的质量浓度增加,底膜平均孔径增加,孔隙率却稍有降低,但汽油组分在底膜内的传质系数增加.添加剂的浓度增加,HEC复合膜对硫化物的选择性先增加后降低.渗透性则先降低后增加,在添加荆舍量1%时出现极值. 相似文献
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模拟传统发酵,将PTFE膜用于不凝气中乙醇/水蒸气的分离,研究了不凝气中乙醇浓度、进料温度、膜后真空度等操作条件对膜分离性能的影响,并对PTFE膜和ePTFE膜进行比较.结果表明,PTFE膜渗透通量随着气体中乙醇摩尔分数、进料温度、膜后真空度的增加而增加,温度与渗透通量符合Ar-rhenius方程.PTFE膜分离因子随气体中乙醇摩尔分数、进料温度的增加而增加,随膜后真空度的增加而减小.ePTFE膜相对于PTFE膜来说,具有较高的渗透通量,分离效果较好,有利于乙醇/水蒸气的分离. 相似文献