气-固加压流化床压力脉动信号的分析

对气-固流化床特别是气-固加压流化床压力脉动信号进行深入分析有助于更好地了解该类反应器内的流动行为。为了研究压力脉动信号与加压气-固流化床内流动行为的关系,以FCC催化剂为实验物料,采用密相段内径300 mm、高度3800 mm、扩大段内径600mm、高度800mm的加压流化床,对其压力脉动信号进行快速傅里叶变换(FFT)和小波分析,获得了代表气泡行为的特征频率(D5-D7);分析此频段能量特征值随表观气速的变化规律,得出了流型转变速度u_c,并考察压力对u_c的影响。结果表明:压力波动能量集中在低频,随着气速的增加能量特征值先增加后减小,压力升高u_c减小。     

微孔膜的可压缩性及参数变化对膜蒸馏跨膜传质速率的影响

针对两种聚四氟乙烯膜在膜两侧压差为10～100kPa范围内进行了气体渗透实验,结果表明：实验用膜具有一定的可压缩性,随膜两侧压差的增大,膜孔径r减小,而膜孔隙率与有效厚度的比值ε／τδ是增大的,且其变化幅度随膜厚度的增大而增大,通过求解数学模型方程得到了不同膜参数时直接接触式膜蒸馏和真空膜蒸馏跨膜传质速率的预测值,与相同条件下的膜蒸馏实验测定的传质速率进行对比,结果表明：由膜的可压缩性带来的膜参数变化能够使跨膜传质速率有所增长,采用相近压差下气体渗透实验测定的膜参数能够较准确地预测膜蒸馏的跨膜传质速率。     

A Method to Obtain Gas-PDMS Membrane Interaction Parameters for UNIQUAC Model

The recovery or capture of one or more components from gas mixture by membrane separation has become a research focus in recent years. This study investigates the gas-membrane solution equilibrium, for which Henry’s law is not applicable if the gas phase is a mixture. This problem can be solved by using UNIQUAC model to calculate the activity coefficient of gas dissolved in the membrane. A method was proposed in this study to obtain the gas-membrane interaction parameter for UNIQUAC model. By the experiments of gas permeation through polydimethylsiloxane PDMS membrane, the solubility coefficients of some gases (N₂, CO₂, CH₄) were measured. Through non-linear fitting UNIQUAC model to the experimental results from this study and in literature (H₂, O₂, C₃H₈), the gas-membrane interaction parameters for these gases were obtained. Based on these parameters, the activity coefficients of the dissolved gas were calculated by UNIQUAC model, and their values agree well with the experimental data. These results confirm the feasibility and effectiveness of the proposed method, which makes it possible to better predict gas-membrane solution equilibrium.     

多组分气体混合物在PDMS膜中渗透过程的模拟

近来,利用膜分离法进行可挥发性有机蒸汽(VOCs)的回收受到越来越广泛的关注.但是,对于多组分气体混合物,尤其是含有VOCs的多组分气体混合物在膜中的气体渗透过程的模型模拟则很少有人研究.因此,提出用MS与UNIQUAC的组合模型(MS-U)预测含有VOCs的多组分气体混合物在聚二甲基硅氧烷膜(PDMS)中的渗透过程.与实验数据对比表明:模型对于含有VOCs的气体混合物在PDMS膜中的渗透过程有着很好的预测效果.模型对于多组分气体的预测结果表明:较低的操作温度,适中的进料压力和正戊烷组成,较小的正己烷组成有利于从石油气中回收正戊烷.     

膜蒸馏法浓缩中药提取液过程膜污染机理类型的确定

用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜对中药提取液进行直接接触式膜蒸馏,测定了不同封装分率和料液流量下的跨膜通量.应用膜污染机理中的4种过滤模型分别对实验数据进行线性拟合,结果发现滤饼过滤模型的拟合程度最好.这说明在所研究的过程中膜污染物基本没有进入膜孔,为时短暂的膜孔堵塞也可以忽略,膜表面上滤饼层增厚是导致跨膜通量下降的最直接原因.     

温度极化对膜蒸馏过程的影响研究

采用直接接触式膜蒸馏，以纯水为料液，考察了材料及结构不同的5种微孔疏水膜的渗透性能．分析结果认为，膜的渗透系数和温度极化系数共同影响着膜通量的大小．实验还考察了料液温度和流率对膜通量及热效率的影响，利用膜及膜两侧边界层内传热传质理论对此进行了分析讨论．因温度极化系数随操作温度变化，可通过控制适宜操作温度获得大膜通量和高热效率．增大料液流率可强化传热，使温度极化减弱，膜通量增加．     

Cu3(BTC)2对PDMS/PEI复合膜气体分离的改性研究

将金属骨架化合物(MOFs) ——Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺(PDMS/PEI)非对称平板复合膜,进行了4种气体O2、N2、CO2及CH4的渗透过程研究,考察了Cu3 (BTC)2填充量及操作条件对膜分离性能的影响.结果表明,随Cu3 (BTC)2填充量的增加,4种气体的渗透通量及O2/N2、CO2/N2和CO2/CH4的分离系数较未改性的复合膜均有所提高,其中填充量为25％的改性复合膜获得了较优的效果;随操作压力的升高,气体的渗透通量增大而分离系数略有上升;随操作温度的升高,气体的渗透通量增大,CO2/N2和O2/N2的分离系数有所下降,而CO2/CH4的分离系数略有增加.     

用于膜蒸馏的中空纤维组件中沟流效的数值模拟研究

对用于膜蒸馏的中空纤维组件数学模型进行了求解,并用模拟计算结果分析组件中存在的沟流效应,结果表明,与纤维丝规则分布的理想组件相比,纤维丝随机分布的实际组件中存在的沟流效应使膜蒸馏组件通量大大降低;提高组件封装分离可以减轻沟流效应;提高膜两侧流体流量可以增加膜蒸馏推动力,削弱沟流效应带来的负面影响。     

用于膜蒸馏的中空纤维组件中沟流效应的数值模拟研究

对用于膜蒸馏的中空纤维组件数学模型进行了求解 ,并用模拟计算结果分析组件中存在的沟流效应。结果表明 ,与纤维丝规则分布的理想组件相比 ,纤维丝随机分布的实际组件中存在的沟流效应使膜蒸馏组件通量大大降低 ;提高组件封装分率可以减轻沟流效应 ;提高膜两侧流体流量可以增加膜蒸馏推动力 ,削弱沟流效应带来的负面影响     

直接接触式与气隙式膜蒸馏的比较研究

采用模拟计算和实验的方法对直接接触式膜蒸馏 (DCMD)和气隙式膜蒸馏 (AGMD)过程进行了比较研究。模拟计算及实验结果表明 ,AGMD中的气隙构成了过程的主要阻力 ,使得跨膜温差远小于膜两侧流体主体温差 ,这是两种膜蒸馏方式行为差别的主要原因所在。与AGMD相比 ,DCMD不仅膜通量水平高 ,而且膜通量对操作条件反应灵敏 ,易于实施过程的强化。而DCMD的热效率与AGMD相比差距并不太大。