探索渗透汽化法水中脱醇及传质过程的研究

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1、北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：量：3丛勇一一日期：21：2：L2关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

2、复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：童l赵盈、J．7导师签名：．j曰赴日期：竺曼：!：2日期：旦?!五：7学位论文数据集＼、一中图分类号TQ028．8学科分类号530．2150论文编号1001020070041密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名刘铁勇学号200400004l

3、获学位专业名称化学工程·获学位专业代码081701课题来源自然科学基金研究方向膜分离技术论文题目渗透汽化法水中脱醇及传质过程的研究关键词渗透汽化，PDMS复合膜，醇一水溶液，传质论文答辩日期2007．5．30奉论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师刘丽英副教授北京化工大学化学工程评阅人l张卫东教授北京化工大学化学工程评阅人2刘伟教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辫委员会主席张卫东教授北京化工大学化学工程答辩委员1刘伟教授北京化工大学化学工程答辩委员2丁忠伟副教授北京化工大学化学工

4、程答辩委员3答辩委员4答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询．三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。渗透汽化法水中脱醇及传质过程的研究摘要在生物发酵过程中，需要即时不断地从发酵液中分离出醇类，由于发酵菌类的生存温度限制，此过程的操作温度不宜过高，更不宜引入新的化学物质，因此渗透汽化技术非常适用于该过程。聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜具有疏水性和对挥发性有机物组分

5、有较高的渗透选择性等优点，多被用于挥发性有机物的渗透汽化过程的研究。本研究中分别以自制的聚砜(PS)膜和成品聚偏氟乙烯(PVDF)(孔径分别为O．15／tm，0．3毗m，0．4靴m)膜为支撑层制备PDMS／PS和PDMS／PVDF复合膜。经实验证明，几类复合膜都具有很好的耐用性及较高的选择性。将PDMS／PS复合膜用于乙醇一水的渗透汽化过程研究，考察了料液温度、浓度及流速对渗透汽化性能的影响。研究表明，乙醇渗透通量随料液温度、浓度及流速的增加而增大；选择性随着料液温度、浓度的升高而增大，而流速对其影响不大。对传质过程进行分析，利用W

6、ilson图解法确定膜阻及液相传质系数，并获得传质准数关联式，进一步得到渗透汽化传质半经验模型，该模型的计算值与实测值的相对误差小于10％，具有较好的精度。考察了PS与PVDF两种材料的支撑层及不同孔径的PVDF支撑层的复合膜对乙醇一水渗透汽化性能的影响。实验结果表明，PDMS／PVDF复合膜比PDMS／PS复合膜具有大的渗透通量和选择性，大孔径支撑层的PDMS／PVDF复合膜具有更高的渗透通量；不同孔径支撑层的PDMS／PVDF复合膜选择性相差很小；PDMS／PS复合膜的选择性随着料液温度、浓度的升高而增大，而PDMS／PVDF复

7、合膜则相反。研究了孔径为O．45tim支撑层的PDMS／PVDF复合膜对乙醇、正丙醇、正丁醇一水溶液的渗透汽化分离性能。实验研究表明，三种醇类的渗透通量、分离系数及总传质系数从大Nd,的顺序均为正丁醇、正丙醇、乙醇，该结果与溶解度参数原则和极性相似相溶原则一致。关键词：渗透汽化，PDMS复合膜，醇一水溶液，传质Ⅱ．Itj；!f艺l。J、’；÷fr6l‘’学f丑论文StudyonpervaporationforremovalofalcoholfromwaterwithPDMScompositemembraneanditsmasstra

8、nsferAbstractIntheprocessofbio—fermentation，alcoholusuallyneedstobeseparatedinstantlyfromfermentationbroths．Pervapora