探索气体膜分离中非理想现象的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文气体膜分离中非理想现象的研究姓名：魏关锋申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：贺高红20000601摘要自从氢气回收和富氧分离大规模工业化以来，人们对气体在膜中的渗透机理进行了大量的研究。然而随着科学研究的深入和生产实践的发展，膜过程中原本存在的一些现象和出现的一些新现象对分离的影响变得更加突出，这些因素影响膜分离的效果，使分离过程与理想状况发生偏离。本文与气焦E避为例，考察了一些非理想因素对瓮直童喔的影响。是一类常规的膜．气分离体系，实验中发现浓度极化和组分竞争等因素同时存在于这个膜分离过程中，然而对这些因素单独进行

2、研究并不容易，因此引入一个总包参数Ni，对这些因素对分离效果发生的作用综合进行研究。实验考察了温度、尾气量、进气压力对分离过程的影响，发现：温度的升高、尾气量的增加有利于消除实际分离过程与理想分离过程的偏离状况，而压力的增加使实际分离过程与理想的分离过程偏离程度增加。这三种因素是通过浓度极化、组分竞争等非理想因素影响实际膜分离器分离效果的。对膜法气体脱湿而言，同样存在一些非理想因素对分离效果产生重大的影响。基于Kelvin方程和膜的结构考虑，水蒸气可能在疏松多孔的支撑层内发生毛细冷凝现象。因此，这类膜．气体系有自己独赞的渗透行为，不能仅用溶解扩散

3、机理对其传质与分离行为进行解释。，r本文主要研究了吹扫气、进气压力及水氧(氮)比对分离过程影响的一些规律。结果表明吹扫气的引入、毛细凝聚现象的发生能够强化过程的传质与分离，有利与分离效果的提高。本文建立了水蒸气在膜中的渗透机理模型，计算了毛细凝聚现象对水蒸气传质过程的影响。ABSTACTSincehydrogenrecoveryandoxygenenrichmentareindustrializedonlargescale，alotofresearchingworkhavebeendoneongaspermeationmechanisminmem

4、brane，Howeverwiththethoroughstudyandfastdevelopmentofindustrialpracticeactivity,somephenomenaexistedandsomenewoneshappeninginmembraneseparationprocesshavemoreandmoresignificanteffectonmembraneseparation．Thesefactorsmaketheactualseparationprocessesdivergefromthatofidealseparat

5、ion．Inthispaperairseparationandgasdehydrationaretookforexamplestostudytheeffectsonseparationresultsofsomenonidealelements．OxygenandNitrogenenrichmentisakindofgeneralmembrane-gasseparationsystem．Inexperimentmanyfactorsincludingconcentrationpolarizationandcomponentcompetitionar

6、efoundCoexistatthesametime，butitisdifficulttostudythemsolely．SoaparameterNiisin廿oducedinthispaper,whichCallbeusedtOestimatetheinnunceofallthesefactorsonseparation．Temperature，retentategasquantityandfeedgaspressurearestudiedontheireffctsonseparation．Experimentresultsshowthatth

7、ehigerthetemperatureisandthemoreretentategasnse，thelialedifferencethatliesbetweenactualandidealseparationprocesses．Onthecontrary,raisingfeedpressureleadtheactualseparationtodepartingfromtheidealone，ThesethreefactorsexertinflunceOil-separationthroughconcentrationpolarizationan

8、dcomponentcompetition．Asregardtogasdehydration，therearealsosomeobvio