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。     

膜吸收从废水中脱氨的研究

利用自制疏水聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件对氨/水分离过程中的影响因素进行了研究.考察膜两侧液体流速、pH值、温度等因素对膜吸收过程传质系数和氨去除率的影响.研究结果表明膜吸收法对废水中的氨有很高的去除率(90%以上).适当提高原料液的温度,流速和pH值都会显著提高氨的传质效率.吸收液侧硫酸的温度、流速对传质影响很小,相对于原料液侧各参数的影响可以忽略,而吸收液的pH应小于4才能获得较好的吸收效果.此外,使用外压式组件可以利用其较大的传质面积获得较内压式更高的氨去除率,而不同的组件放置方式对膜吸收脱氨的效果并无明显影响.     

稀硝酸作吸收剂的气态膜法回收废水中氨氮

利用稀硝酸作吸收剂研究了基于聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜的气态膜分离过程用于脱除/回收废水中氨氮并制取硝酸铵的可行性和长期操作稳定性。在相同的操作条件下对用PTFE、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)制得的3种膜接触器的除氨性能进行了系统的比较,并研究了料液进口浓度、流速、温度条件对3种膜接触器传质性能的影响。实验数据表明中空纤维膜内径和壁厚是影响传质过程的最主要因素,且总传质系数K、膜侧传质系数kM、管程液相传质系数kL均随温度的升高而显著增加。室温下长期实验结果显示:PVDF膜运行7 d后发生严重泄漏,PP膜稳定运行20 d后传质系数显著下降,PTFE膜运行30 d时性能仍然保持稳定。表明具有良好耐硝酸氧化性的PTFE膜为气态膜法脱除/回收废水(或化工料液)中氨氮并制取硝酸铵的工业化应用提供了基本保障。     

聚四氟乙烯中空纤维气态膜法浓海水提取溴素

以浓海水为含溴原料液,NaOH溶液为吸收剂,考察了用聚丙烯（PP）、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE）3种材料制作的微孔疏水中空纤维气态膜组件从浓海水中提溴的性能和使用寿命。实验结果表明PTFE中空纤维膜具有更高的传质系数和更强的耐溴氧化能力,更适合用于浓海水提溴。进而考察了各种操作条件对PTFE气态膜组件传质系数K和提溴率η的影响以及该组件的长期操作稳定性。实验结果表明：K随温度增加而增大,随料液中NaCl含量的增大而略有减小,料液流速和含溴量、吸收液的流速和吸收剂浓度对传质系数影响不大。PTFE膜组件在连续运行的3个月内表现了良好的操作稳定性,为PTFE中空纤维气态膜法提溴工艺的工业化应用提供了技术基础。     

疏水性单管陶瓷膜接触器在SO2吸收中的应用

对平均孔径200 nm的氧化锆陶瓷膜进行疏水改性与表征,并将其组装制成疏水性单管陶瓷膜接触器,采用清水作为低成本吸收液,开展了陶瓷膜接触器在废气脱硫方面应用的研究。比较了亲、疏水陶瓷膜接触器的传质性能,考察了进气流量、吸收液流量、进气浓度和吸收液温度等因素对SO₂脱除率和传质速率的影响,并对陶瓷膜接触器进行了长期稳定性测试。研究表明,疏水改性只改变陶瓷膜的表面性质（接触角达到132°）,对形貌结构影响较小;与未改性的陶瓷膜相比具有更高的脱硫效率和总传质系数。SO₂的脱除率和传质速率随吸收液流量的增加均增加;SO₂的脱除率随进气流量和进气浓度的增加而降低,但传质速率增加;吸收液温度的升高不利于SO₂的吸收;原料气中的CO₂对SO₂的脱除率影响较小。与传统的填料塔相比,陶瓷膜接触器具有更小的传质单元高度（HTU）值。陶瓷膜接触器脱硫效率高,可稳定操作,在废气脱硫方面具有良好的应用前景。     

膜气吸收法分离烟气中CO2的实验

采用聚丙烯中空纤维膜接触器,分别用去离子水、单乙醇胺（MEA）及N-甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的CO2分离进行了试验研究.考察了气体流速、入口气体中CO2体积分数、吸收剂流速、吸收剂浓度以及吸收剂种类等因素对CO2脱除率和总传质速率的影响.实验结果显示：3种吸收剂分离CO2的效率由大到小依次为MEA、MDEA、去离子水;CO2的脱除率和传质通量随吸收剂浓度、流速的提高均增加;CO2的脱除率随气体流速和CO2在入口气体中体积分数的增大而减小,而传质速率却随之增加.系统长时间运行后发现存在膜孔润湿现象,进而影响膜的传质性能.因此,吸收剂浓度须在传质和长时间运行性能之间进行权衡.     

吸收膜蒸馏淡化海水研究

针对吸收膜蒸馏(OD)系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传质过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程这一设想,尝试开展OD法海水淡化研究。以葡萄糖水溶液为吸收液,考察了温度、料液及吸收液流速、吸收液含量等参数对OD过程的影响。结果表明,随温度的升高,膜通量增大明显;随吸收液和料液流速的增大,膜通量增大,且料液浓缩倍数较小、含量较低时,吸收液流速相对料液流速,对通量的影响更大,反之,料液浓缩倍数较大、含量较高时,料液流速的影响更大;随着吸收液含量的增大,膜通量也相应增大。试验过程中未发生疏水膜的亲水化渗漏现象。     

疏水性单管陶瓷膜接触器在SO_2吸收中的应用

对平均孔径200 nm的氧化锆陶瓷膜进行疏水改性与表征,并将其组装制成疏水性单管陶瓷膜接触器,采用清水作为低成本吸收液,开展了陶瓷膜接触器在废气脱硫方面应用的研究。比较了亲、疏水陶瓷膜接触器的传质性能,考察了进气流量、吸收液流量、进气浓度和吸收液温度等因素对SO_2脱除率和传质速率的影响,并对陶瓷膜接触器进行了长期稳定性测试。研究表明,疏水改性只改变陶瓷膜的表面性质(接触角达到132°),对形貌结构影响较小;与未改性的陶瓷膜相比具有更高的脱硫效率和总传质系数。SO_2的脱除率和传质速率随吸收液流量的增加均增加;SO_2的脱除率随进气流量和进气浓度的增加而降低,但传质速率增加;吸收液温度的升高不利于SO_2的吸收;原料气中的CO_2对SO_2的脱除率影响较小。与传统的填料塔相比,陶瓷膜接触器具有更小的传质单元高度(HTU)值。陶瓷膜接触器脱硫效率高,可稳定操作,在废气脱硫方面具有良好的应用前景。     

盐酸作吸收剂用于气态膜法从废水中脱除/回收氨氮

考察了盐酸作吸收剂时用气态膜技术从水溶液中脱氨的可行性,鉴于盐酸的挥发性,着重考察了不同料液氨水浓度下气态膜过程可以稳定操作时所对应的吸收液中盐酸的临界浓度。在此基础上,研究了料液氨氮浓度、料液流速、吸收液流速、吸收液盐酸浓度和操作温度等操作参数对膜传质性能的影响,并考察了该工艺的长期操作稳定性。实验结果证明,气态膜脱氨过程可采用一定浓度的稀盐酸溶液作为吸收剂,并可通过向吸收液中不断添加浓盐酸的方式得到浓度为>15%的氯化铵溶液。在料液浓度为2000 mg/L、吸收液盐酸浓度为2%、操作温度为25 ℃的操作条件下,中空纤维膜组件持续稳定运行了650 h以上,总传质系数保持在4.25×10?6 m/s左右。用盐酸作吸收剂时废水中氨氮可脱至15 mg/L以下,符合国家环保标准。这表明采用盐酸作吸收液用气态膜法从废水中脱除回收富集氨氮是可行的。     

MASS TRANSFER IN MEMBRANE ABSORPTIONDESORPTION OF AMMONIA FROM AMMONIA WATER

Hydrophobic membrane can provide fast mass transfer for absorption-desorption of gasesform liquid to absorbent.The removal of ammonia from ammonia water and absorption with dilutesulphuric acid was studied in a pilot plant with polypropylene hollow fiber column,The removalrate and influences of operation temperature,flow rate and concentration on mass transferperformances were discussed mathematically.Experimental results and computer calculation show thatthe ammonia removal rate is not affected by the feed concentration for a given system.Both partialand overall mass transfer coefficients vary along the axis of the fiber,and the mass transfer for themembrane process is controlled by membrane resistance.     

中空纤维更新液膜在己内酰胺精制中的应用

研究了中空纤维更新液膜技术用于己内酰胺精制时的传质性能,考察了两相流速、萃取剂用量对传质的影响,并与大块液膜技术以及萃取塔技术进行了对比。在实验范围内,中空纤维更新液膜过程总传质系数随两相流速的增大而增大,且壳程流速对传质的影响较大。中空纤维更新液膜过程传质通量可达大块液膜的1．5倍,总体积传质系数可达工业萃取塔的2．3倍,萃取剂用量相比于大块液膜、工业萃取塔大幅度降低,具有很大的应用潜力。     

Theoretical and Experimental Studies on Acetylene Absorption in a Polytetrafluoroethylene Hollow‐Fiber Membrane Contactor

The separation of acetylene from a gas mixture was investigated using a polytetrafluoroethylene hollow‐fiber membrane contactor and 1‐methyl‐2‐pyrrolidinone as absorbent. The effects of the gas velocity, the liquid velocity, the feed gas concentration, and the module length on the acetylene mass transfer were investigated. The results showed that the acetylene mass transfer flux increased with increasing liquid velocity, gas velocity, and feed gas concentration, but decreased with increasing membrane module length. A mathematical model was used to predict the wetting extent of the membrane and the mass transfer resistance in the acetylene mass transfer process. The wetting extent of the membrane was found to increase with increasing liquid velocity and to be effectively restrained with increasing gas velocity. The liquid phase resistance and the wetted‐membrane phase resistance controlled the acetylene mass transfer in the acetylene absorption process. The acetylene absorption efficiency was maintained at 90 % for 114 h of the C₂H₂ membrane absorption–thermal desorption cycle process.     

减压膜蒸馏浓缩硫酸钠溶液的实验研究

采用减压膜蒸馏技术在较低真空度下浓缩Na2SO4水溶液，研究了真空度、料液温度、料液流速以及料液浓度对膜通量与截留率的影响。结果表明，随着膜下游真空度增加，膜通量增大；料液温度显著影响膜通量；随着料液浓度增加，膜通量严重衰减；实验条件下聚丙烯中空纤维膜表现出很好的疏水性，Na2SO4的截留率接近100%。     

LIX984N为载体的中空纤维更新液膜中铜的传递过程

以LIX984N为载体,煤油为稀释剂,H2SO4为反萃剂,研究了中空纤维更新液膜过程中铜的传递行为。考察了两相压差、铜离子浓度、两相流速、操作方式以及膜丝有效长度等对传质过程的影响。结果表明:膜丝两侧的操作压差对传质过程几乎没有影响;随着料液相中溶质Cu(Ⅱ)浓度的增大传质通量增大,而反萃相中的Cu(Ⅱ)浓度对传质过程几乎没有影响;传质通量会随着壳程料液流速的增大而增大,但管程侧反萃相的流速对传质过程影响很小;逆流和并流两种操作方式对传质过程的影响可以忽略,而膜丝有效长度的增加会导致单位面积平均传质通量的下降。     

新型气隙式膜蒸馏组件脱盐过程

利用基于聚丙烯中空纤维膜和聚丙烯中空纤维换热管的新型能量回收式膜组件(AGMD-HF),以70 g·L^-1的氯化钠溶液为研究对象,考察了膜组件长度和膜孔径大小对膜组件脱盐性能的影响。为直接衡量操作条件、组件参数以及温差、浓差极化现象对传质系数的影响,引入总传质系数,并研究进料温度和膜孔径对总传质系数的影响。实验结果表明,总传质系数随着温度的升高、膜孔径的增大而增大,提高膜孔径可有效提高总传质系数,同时可有效提高通量和造水比。通量随组件长度的增大而减小,而造水比增大,因此在应用过程中可综合考虑通量和造水比以便选择合适的组件长度。     

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。     

液/液膜吸收法处理氨氮废水过程中渗透蒸馏的抑制

对用液／液膜吸收法处理水中氨氮过程中,伴生的水渗透蒸馏的抑制方法进行了研究．结果表明：料液中氨氮浓度高,其水的渗透蒸馏通量小;料液中含有一定的盐分,可抑制水的渗透蒸馏;适当降低料液温度,提高吸收液温度,对抑制料液水的渗透蒸馏有一定作用,其过程对传质系数影响不大。液／液膜吸收法处理含有一定盐分的,具有高浓度氨氮的废水,是可行的,具有广泛的工业应用价值。     

减压膜蒸馏传热传质过程

对减压膜蒸馏传热传质机理进行了研究,在已有理论模型的基础上,考虑温度极化和浓差极化的影响,引入减压膜蒸馏传热传质理论模型,并对模型进行了计算,结果表明:随温度的升高,传质系数Km升高,温度极化系数TPC减小,浓差极化系数CPC增大,通量呈近指数倍增加;随流速的增加.TPC增大,膜表面传热系数hf增大,CPC略有降低,K...     

Numerical modeling and optimization of wastewater treatment using porous polymeric membranes

A new modeling approach was developed for prediction of ammonia removal from water by means of porous membranes. The model was based on adaptive neuro‐fuzzy interface system (ANFIS) to simulate ammonia stripping from water by means of hollow‐fiber membrane contactors. The predictions aimed to obtain optimum conditions for ammonia stripping using the Taguchi method. The initial concentrations of ammonia, pH of the ammonia solution, velocity of the feed, and the presence of excess ions in the ammonia feed solution were considered as the input properties. On the other hand, mass transfer coefficient was considered as output. The prediction results revealed that the pH of the ammonia feed has a significant effect on the separation of ammonia from water. The results also showed that the prediction of ANFIS model and experimental data match well and that the model can be used for prediction of porous membranes. Furthermore, simulated annealing was also used to determine controllable conditions to find the highest mass transfer coefficient. POLYM. ENG. SCI., 2013. © 2012 Society of Plastics Engineers