中空纤维膜接触器分离CO2/N2混合气体的研究

以氢氧化钠(NaOH)、单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)为吸收剂,采用疏水性聚丙烯中空纤维微孔膜接触器技术进行了从CO2/N2混合气中分离CO2的研究.从机理上简要探讨了影响CO2吸收传质的因素.结果表明3种吸收剂分离CO2的效率依次为MEA＞NaOH＞DEA,CO2的分离效率随吸收剂浓度和流速的提高而增大,随混合气流速及其中CO2浓度的增大而减小;在壳流程与腔流程的对比中腔流程对CO2的吸收效率要明显好于壳流程.     

中空纤维膜接触器分离烟气中CO2试验研究

在中空纤维膜接触器分离CO2试验台上,对模拟烟气进行分离CO2试验,采用MEA、MDEA和氨基酸盐3种吸收液,考察了吸收液流速、浓度、温度以及气体流速和入口CO2浓度对CO2的脱除效率和系统阻力的影响。试验结果表明采用氨基酸盐吸收液,CO2的脱除效率可达90％以上,而气相阻力小于150Pa。因此该技术满足了锅炉烟气大、压力小的特点,非常适合于烟气中CO2的分离与回收,是一种很有前途的分离CO2的方法。     

膜接触器的研究进展

膜接触器是很多具有共同特点膜过程的总称,它使用微孔中空纤维膜将两流体分隔开,膜孔为两流体提供传质的场所．与传统接触器相比有许多优点．简要阐述了膜接触器的优缺点、应用特点、相关过程和应用等,充分展示了膜接触器在化工、食品、医药等领域中的广阔应用前景．     

膜接触器吸收二氧化碳过程中的膜润湿研究

自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜膜组件,采用二乙醇胺(DEA)溶液为吸收液进行二氧化碳吸收实验,研究了在膜接触器中的微孔膜润湿随操作时间的变化,以及吸收液浓度和温度对膜润湿的影响.实验结果表明,随着吸收过程的进行,膜润湿百分率逐渐增加;膜润湿随着DEA溶液浓度的增大而下降;升高温度促进了微孔膜的润湿.利用微孔膜渗入机理、Fick定律和膜孔径对数分布函数,我们提出了膜吸收过程中膜润湿百分率随时间变化的理论方程,并且对实验数据进行了拟合,得到了较好的拟合效果;同时理论上分析了膜润湿对总传质系数的影响.     

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%.     

膜接触器除氧实验研究及其传质分析

采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组件作为膜接触器,主要考察了水流量、真空度以及水温对水中溶解氧的去除效率友其传质性能的影响,同时考察了膜接触器长期运存后引起的膜污染问题并对此时的污染膜阻力及总传质阻力做了定量的计算.实验结果表明,在适当的操作条件下,膜接触器能得到较理想的除氧效果.除氧效率和膜传质系数变化规律具有良好的对应关系.     

膜法海水吸收烟气中二氧化碳的试验研究

采用自制聚丙烯中空纤维膜接触器,以海水作为吸收剂,对模拟烟气中CO2进行吸收试验研究,主要考察烟气流量、CO2浓度、海水流量、海水pH值及膜填充率对CO2脱除率及膜接触器传质性能的影响.研究结果表明:(1)提高烟气流量或CO2浓度能提高膜接触器对CO2的处理量,导致脱碳率下降;(2)提高海水流量能明显提高脱碳率和传质速率;(3)提高海水pH可增大海水对CO2的吸收能力,直接决定了海水对CO2的吸收机制;(4)增大膜接触器填充率所对应的脱碳率并非最高,有效气液接触面积是影响脱碳率和过程传质的重要因素.     

中空纤维膜接触器壳程添加筛网强化传质性能的研究

对中空纤维膜接触器组件壳程中添加筛网强化传质过程进行研究,考察了在不同装填分率、添加不同数目筛网情况下膜组件的流体力学性能及传质性能,并比较传质增幅与压降增幅之间关系.结果表明,添加筛网使壳程流体的非理想湍动减弱,传质性能增强,在研究范围内添加1、2及3个筛网的传质增幅分别达17.6％、33％和44％.添加1、2个筛网时传质增幅高于压降增幅,而添加3个筛网时传质增幅低于压降增幅.     

膜吸收法浓海水烟气脱硫试验研究

采用疏水性聚丙烯中空纤维膜制成膜接触器,以海水循环冷却系统排放的浓海水和与其pH值相同的原海水分别作为吸收液.考察吸收液流量、烟气流量、烟气浓度、气液相压力差等因素对脱硫率的影响.结果表明:与原海水作吸收剂相比,浓海水吸收SO2缓冲能力更大.脱硫效率更高.在操作方式相同,吸收液流量为10 L/h,烟气流量1 000 L/h的条件下,浓海水的脱硫率是原海水的2倍.在高盐度、高碱度、高浊度的浓海水介质条件下,膜接触器性能稳定,具备潜在工业化应用前景.     

单进口中空纤维膜接触器壳程流动特性的测定与改进

采用中空纤维膜接触器考察了不同装填因子和流速对流体在壳程中停留时间分布的影响.结果表明随着装填因子的增加,停留时间分布曲线拖尾现象更为严重;增加流速虽然可以缓解滞留的影响,但当流速很大时,流体伴有沟流发生,返混程度增大.为了改善流体的流动状态,抑制返混等非理想流动,对中空纤维膜接触器进行了改进.通过停留时间分布的测定,结果表明流体在改进后的中空纤维接触器壳程中的返混现象得到了极大的抑制.     

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.     

膜吸收法海水脱硫研究

实验采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组件为膜接触器,以清水、海水以及与海水相同pH值的NaOH溶液作吸收液,比较了3种不同的吸收液对SO2与空气混合气体的脱硫效果.研究了气液压力差、吸收液流量、进气流量以及进气浓度等因素对脱硫效率的影响.结果表明,与清水及相同pH值的NaOH溶液相比,海水是一种对二氧化硫缓冲能力大,资源丰富,脱硫效率较高的吸收剂.在气液两相压力差保持在穿透压范围内时,以较低流量的海水吸收液处理较高流量的低浓度(SO2体积分数ψ为2 000×10-6以下)气体时,脱硫效率可达90%以上.因此膜吸收法海水脱硫技术在沿海地区具有广阔的应用前景.     

脱除CO2的膜吸收过程研究

研究了用中空纤维膜组件脱除CO2的吸收过程,制备了一系列不同装填率的中空纤维膜组件．用这些膜组件进行实验,以不同浓度的单乙醇胺（MEA）溶液为吸收剂,研究了气液两相的流量和浓度、组件的装填率、吸收剂的循环使用等因素对CO2膜吸收过程的影响．实验结果表明：气、液相流量的增大和液相MEA浓度的增加都可使CO2的传质通量增大;气相CO2浓度的增加会使总传质系数减小;在组件进口气液流量和浓度相同的条件下,组件装填率（0．5％～21％）的变大有利于CO2的脱除;随着吸收液循环次数的增加,CO2的传质通量和其脱除率都会降低．     

气-液膜接触器结构优化及其传质性能研究

以海水作为吸收剂,采用模拟烟气,对气-液膜接触器进行传质性能评价试验,考察其工艺结构参数、气液介质流动速率及方式、气液压差、烟气SO2浓度等因素对传质系数、脱硫率及膜效用的影响.试验表明,在气相压力较低情况下,气液流速、气液压差对总气相传质系数影响明显,而烟气SO2浓度的影响可忽略不计.适当提高膜接触器的填充密度,增加膜吸收级数,采用错流模式的气液流动方式,均可改善烟气流场分布,增大有效传质面积,提高膜效用.与传统吸收塔相比,新型膜气体吸收装置的气液两相独立控制,可灵活应对烟气浓度变化对脱硫稳定性的影响,同时具有低气阻、耐污染、规模可线性放大等优点,工业化应用前景广阔.     

脱除与浓缩二氧化碳的膜分离技术

综述了液膜、聚合物膜、无机膜及膜基气体吸收等膜与膜过程在ＣＯ２的脱除与浓缩中的研究进展，并讨论了这几种与膜过程在民用方面如发电厂燃料废气（ＣＯ２／Ｎ２分离）、天然气中ＣＯ２的脱除（ＣＯ２／ＣＨ４分离）及军用方面如潜艇、空间站等密封环境中ＣＯ２的脱除与浓缩（ＣＯ２／Ｏ２、ＣＯ２／Ｎ２分离）的可能应用。     

中空纤维膜接触器用于柠檬酸盐溶液吸收模拟烟气中SO2的研究

采用中空纤维膜接触器对柠檬酸盐溶液吸收模拟烟气中SO2的行为进行了研究.考察了柠檬酸盐溶液浓度、溶液pH值对膜吸收效果的影响,对比了不同中空纤维膜材料的吸收效果,考察了吸收液中硫酸根的生成情况.研究结果表明:增大柠檬酸盐浓度有利于提高SO2的吸收速率和容量;吸收液pH值越高,吸收效果越好;疏水性中空纤维膜吸收效果优于亲水性膜;吸收液中硫酸根离子浓度随时间基本呈线性增加,增加的速率约为0.192 g/(L.h).