接枝PVDF膜吸收器中CO2吸收特性和传质规律的研究

本文以CO2为吸收气体,NaOH为吸收液,研究了N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）接枝的PVDF中空纤维膜吸收器吸收二氧化碳的吸收特性以及传质规律,并建立膜吸收器中二氧化碳的传质模型。研究结果表明：PNIPAM接枝PVDF中空纤维膜吸收器的CO2吸收率随吸收液浓度和吸收液的流量的升高而升高,随气体流量升高而降低;在实验操作条件下,较佳吸收二氧化碳的工艺参数为：吸收液浓度为0．4mol／L,吸收液流量为16L／h,气体流量为250L／h,气液两相流动方式采用逆流方式。此时,二氧化碳的吸收率接近100％;而对二氧化碳气体吸收过程中传质的研究得出,总传质系数KG=17．5—26-3×10^-5mol·m^-1·s^-1·KPa^-1,传质通量Nco2=3．8—7．6×10^-6mol·m^-2·s^-1;采用PNIPAM接枝PVDF中空纤维膜吸收器,NaOH水溶液吸收CO2具有良好的吸收效率。     

新型膜吸收海水提溴过程研究

利用新型疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜及组件,开展膜吸收浓海水提溴过程研究.首先通过对膜丝寿命的考察发现,浓海水浸泡28d后,膜的孔径和强度不会改变,透水压力不会降低.运用该膜系统研究了浓海水及吸收液的浓度、流速及温度等因素对过程传质系数、脱溴率的影响.结果表明:脱溴率η和传质系数k随吸收液浓度增加而增大;在低浓度吸收液时,η和k随流速增加而增加,在浓度达到0.01mol/L时,流速增加,η和k的变化不再明显;原料液浓度对η和k影响可以忽略.原料液的流速增加,η和k显著增大,但温度升高使η和k略有下降.     

以超临界二氧化碳为介质的碱预处理PVDF膜的疏水改性

用碱对PVDF膜进行预处理，以超临界二氧化碳（CO2）为介质，二甲基甲酰胺为引发剂，将含氟单体G60C接枝到PVDF膜上，改善膜的疏水性。分别探讨了超临界CO2温度、压力对PVDF膜疏水改性的影响。结果表明：采用碱预处理对PVDF膜在超临界CO2中的疏水改性是可行的；PVDF膜经过超临界CO2疏水接枝改性后能够达到较好的疏水效果；在15.5 MPa、3 h、35℃条件下溶胀，27.5 MPa、125℃、6 h条件下接枝，PVDF膜疏水改性效果比较好。     

中空纤维支撑液膜与气态膜法提溴过程研究

文章从传质机理、操作条件和稳定性三个方面对中空纤维支撑液膜提溴过程和气态膜法提溴过程进行了对比研究。结果表明:与气态膜法相比,中空纤维支撑液膜过程在传质性能上不占优势;中空纤维支撑液膜提溴过程传质性能随原料液pH值、吸收液浓度、原料液和吸收液流量等操作条件的变化与气态膜法呈现出一致规律,但其传质性能随温度的变化比气态膜过程要缓和得多,说明中空纤维支撑液膜提溴过程在较低温度下具有技术优势;经长期使用,两种膜过程膜丝的接触角都仍然保持在较高水平,具有良好的稳定性,可以长期稳定运行。     

PVDF微滤膜在天然儿茶染料制备中的应用

为提高植物染料儿茶的纯度及其染色效果,采用PVDF中空纤维微滤膜对儿茶染液进行精制,比较儿茶染液在膜分离前后的浑浊度及其所染毛织物、棉织物的颜色特征值,并测试在该分离体系中儿茶染液透过液流量与运行时间、色素浓度与运行时间的关系。结果表明：PVDF微滤膜分离技术降低了儿茶染液的浑浊度,提高了其对棉织物、毛织物上的染色性能;该分离体系运行1h后,儿茶染液膜通量降低、色素浓度下降,需对膜进行清洗;清洗剂选用强碱性NaOH为好,当膜污染情况比较严重时,采用超声波清洗可提高膜通量。     

接枝法制备温度响应型PVDF-g-PNIPAM复合膜的研究

开展碱改性-接枝法制备温度响应型聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜的制备工艺的研究。通过强碱改性法,将PNIPAM单体接枝到PVDF基膜上,制备出具有温度响应特性的智能膜。通过测定低临界溶解温度(LCST)、纯水通量、截留率等指标,研究不同的交联剂浓度、交联反应温度、接枝率对智能膜的温度响应性能的影响,并采用傅氏变换红外光谱对复合膜的化学成分进行了表征。红外光谱分析证实已经接枝上了温敏基团PNIPAM,实验结果表明,制备此温度响应型聚偏氟乙烯复合膜的最佳工艺条件为:交联剂(MBAA)浓度0.02 mol/L,接枝率7%,交联反应温度50℃～60℃。结果同时表明复合膜具有良好的温度响应性能及抗污染性。     

PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水浓缩实验研究

文章选择工业生产中常见的含氯化钠（NaCl）高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐渐降低;废水料液流量和料液温度的增加均有助于提高膜通量;废水料液浓度的增加,会抑制传质过程,降低膜通量。各操作条件对膜截盐率的影响很小,膜截盐率一直保持在99.8%以上,说明PTFE中空纤维膜蒸馏用于高盐废水浓缩具备可行性。     

食醋超滤澄清研究

对食醋进行了超滤澄清研究,考察了不同膜、搅拌速率、透过液通量、料液温度等对食醋超滤过程的影响,并对其中膜污染阻力进行了分级研究.结果表明,截留分子量为100kDa的PVDF超滤膜适合食醋超滤澄清,且效果显著,可使浊度从175 NTU降至0.2 NTU以下,总酸度损失率<6%、葡萄糖和乳酸则基本没有损失;随着搅拌速率的增加、透过液通量的降低以及料液温度的升高,食醋超滤澄清过程的跨膜压力随之降低,而总酸度损失率亦同样有降低趋势;膜污染阻力的分级测定显示,膜表面浓差极化层与滤饼层分别占总膜阻的38.15%和28.95%,而膜内部污染阻力几乎可以忽略;采用浓度为0.05mol/L的NaOH溶液浸泡24h,可有效清除膜污染,清洗后膜阻为新膜膜阻的98%.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的表征与性能评价

文章从微孔性、断裂强度、疏水性、膜阻等几个方面对三种PVDF中空纤维膜进行了表征与性能评价,选出了最适宜提溴操作的PVDF中空纤维膜.通过海水提溴实例验证了评价结果.此研究方法为提溴用中空纤维膜的选择提供了理论基础.     

PVDF/PVC膜化学稳定性研究

采用干湿法纺制PVDF/PVC中空纤维膜,并进行化学稳定性测试。试验表明:PVDF/PVC中空纤维膜经过次氯酸钠溶液清洗之后,膜通量有所回升,且回升程度与溶液的浓度和作用时间有关系;PVDF/PVC中空纤维膜耐酸性和抗氧化性较好,耐碱性较差。同时分析污染后膜的情况,结果表明,化学清洗比水清洗更为有效,膜的抗污染性能有待进一步提高,为PVDF/PVC纤维膜的应用提供理论基础。     

凝固条件对PVDF/PVA共混中空纤维膜结构及性能的影响

采用干湿法纺丝工艺制备聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)共混中空纤维膜,讨论凝固条件对膜结构及性能的影响,旨在选择适当的凝固条件,制备性能较优的PVDF/PVA共混中空纤维膜。结果表明,凝固浴为液氮时,孔结构非常致密;凝固浴为水时,随凝固浴温度升高,外皮层界面孔数量较少但尺寸增大,且由裂缝状转变为圆孔状,靠近外层的指状孔延长,孔结构变疏松;凝固浴温度升高,水通量增大,卵清蛋白截留率降低;较高的凝固浴温度有利于PVDF结晶和拉伸强度的提高。     

冷却温度对聚偏氟乙烯/超高分子量聚乙烯共混中空纤维膜结构与性能的影响

针对聚偏氟乙烯(PVDF)膜强度与渗透性能难以同步提高的问题,以矿物油和邻苯二甲酸二丁酯为复合稀释剂,通过热致相分离法制备了PVDF/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混中空纤维膜,探究不同冷却温度对膜形貌及孔结构的影响,并通过气通量、水通量及拉伸强力测试表征了中空纤维膜的渗透性能与力学性能。结果表明:原纤状UHMWPE增加了PVDF球晶聚集体的连接性;冷却温度对共混中空纤维膜的结构与性能影响显著;随着冷却温度的升高,PVDF/邻苯二甲酸二丁酯和UHMWPE/矿物油的相分离与结晶时间均延长,纤维膜的平均孔径和孔隙率增加,渗透性能改善,但大孔的出现和UHMWPE原纤数量的减少使纤维膜的力学性能下降。     

微滤膜技术在茶饮料澄清中的应用

用不同孔径的中空纤维聚偏氟乙烯 (PVDF)微波膜及截留分子质量为 5万u和 8万u的超滤膜澄清处理绿茶、红茶、乌龙茶等茶汁。结果表明 ,PVDF微滤膜不仅能有效去除茶汁中的胶体、颗粒、细菌等杂质 ,使瓶装茶饮料在保质期内清澈透明 ,而且与超滤相比 ,能保留茶汁的有效成分。近 2年来的实际应用表明 ,PVDF微滤膜组件使用寿命均已达到 2a以上 ,微滤技术用于茶饮料澄清效果理想。     

真空膜蒸馏过程影响因素研究

真空膜蒸馏技术以其独特的优点在海水淡化、水溶液处理、溶液浓缩、超纯水的制备、环境保护等领域得到广泛的应用,但这方面的理论研究还较少。文章针对真空膜蒸馏过程,从微观传递机理出发建立了真空膜蒸馏管内传质传热模型,使用正交配点法对中空纤维膜真空膜蒸馏过程中的温度、浓度分布进行计算,并分别讨论了溶液浓度、温度、流动状态、真空度对真空膜蒸馏过程的影响,为工业应用提供理论基础。     

Carbon dioxide capture from atmospheric air using sodium hydroxide spray

In contrast to conventional carbon capture systems for power plants and other large point sources, the system described in this paper captures CO2 directly from ambient air. This has the advantages that emissions from diffuse sources and past emissions may be captured. The objective of this research is to determine the feasibility of a NaOH spray-based contactor for use in an air capture system by estimating the cost and energy requirements per unit CO2 captured. A prototype system is constructed and tested to measure CO2 absorption, energy use, and evaporative water loss and compared with theoretical predictions. A numerical model of drop collision and coalescence is used to estimate operating parameters for a full-scale system, and the cost of operating the system per unit CO2 captured is estimated. The analysis indicates that CO2 capture from air for climate change mitigation is technically feasible using off-the-shelf technology. Drop coalescence significantly decreases the CO2 absorption efficiency; however, fan and pump energy requirements are manageable. Water loss is significant (20 mol H2O/mol CO2 at 15 degrees C and 65% RH) but can be lowered by appropriately designing and operating the system. The cost of CO2 capture using NaOH spray (excluding solution recovery and CO2 sequestration, which may be comparable) in the full-scale system is 96 $/ton-CO2 in the base case, and ranges from 53 to 127 $/ton-CO2 under alternate operating parameters and assumptions regarding capital costs and mass transfer rate. The low end of the cost range is reached by a spray with 50 microm mean drop diameter, which is achievable with commercially available spray nozzles.     

编织管增强PVDF中空纤维膜界面处理及性能研究

为解决污水处理过程中PVDF中空纤维膜易剥离和分层问题,以两种涤纶编织管作为中空纤维膜的增强体,分别使用硅烷偶联剂KH570和丙烯酸酯黏合剂对编织管外表面进行预处理,以增强编织管与PVDF铸膜液的结合性能。通过测试编织管增强PVDF复合膜的水通量、孔隙率及爆破强度,分析复合膜表面及截面微观形貌,对比两种改性剂用量对两种编织管增强复合膜性能的影响。结果表明:随着改性剂用量增加,经硅烷偶联剂KH570及丙烯酸酯粘合剂处理后的复合膜与未处理的复合膜相比较,水通量略有下降;孔隙率呈逐渐减小的趋势;拉伸强度及爆破强度均有较大幅度的提高;综合比较,两种整理剂用量达到3 g/5 m时,增强复合膜各项性能最优,其中线密度为42.79 tex的2#编织管增强复合膜性能好于线密度为27.78 tex的1#编织管增强复合膜。     

超临界流体萃取辣椒油数值模拟及工艺优化

利用现有的超临界流体萃取实验装置,以CO2为萃取剂,考察了萃取压力、温度、CO2流量及原料颗粒大小等因素对辣椒油萃取率的影响,并由此确定了较佳的萃取工艺条件:萃取压力28MPa,操作温度318～323 K,辣椒粉颗粒度30～40目,CO2流量0.4m3/h,辣椒油萃取率最高.并基于萃取器微分单元质量守恒原理,建立了传质方程,基于直线推动力近似理论拟合总传质推动力及平衡吸收常数,化简方程,对实验结果进行了数值模拟,优化了实验条件.