醇脱水中空纤维渗透汽化膜及组件的研究

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1、浙江大学博士学位论文醇脱水中空纤维渗透汽化膜及组件的研究姓名：董永全申请学位级别：博士专业：化学工程与技术指导教师：陈欢林20060401浙江大学博士学位论文和粘度法解释了这种膜对四种体系分离性能的差异。还考察了间歇操作条件下，膜的分离性能和料液被浓缩情况，以及膜的稳定性。在45℃的操作温度下，90wt％醇溶液中，料液流速为75ml／min时，膜的通量和分离因子分别为：Jm，异丙醇=4149／m2．h，am／舁w8=1727；J水，正丁醇=585∥m2．h，a水肛1静=606：J水，扭T目=370∥m2．h，a永／耘¨#=725：J末，。酵=384g／m2．h，a水尼目=38

2、4。制各了三个不同膜面积的中空纤维渗透汽化膜组件，考察了这些组件用于异丙醇脱水的放大效应。试验结果表明：随着膜面积的增大，渗透通量呈下降趋势，而分离因子却有所上升。当膜面积放大15倍时，渗透通量下降近一倍，而分离因子增加近一倍，其原因可能是大面积膜组件在长度方向的温降增大，膜后侧压力降增大引起的。还研究了较大膜组件在不同操作温度下渗透通量和进料浓度之间的关系。基于充分的试验数据，用二次项拟合得到水和异丙醇渗透通量随操作温度和料液浓度变化的关联式，试验数据证实了模型方程的正确性。由溶解扩散模型理论推导出渗透物的通量方程，结合中空纤维渗透汽化膜器的质量、动量和能量守恒方程建立了中

3、空纤维渗透汽化醇脱水的数学模型方程，用数值解法求解方程，获得了料液浓度、料液流速、渗透侧压力、渗透蒸汽流速、渗透物中水的组成和渗透通量沿轴向方向的变化，为以后商业化膜组件设计提供理论与试验指导。关键词渗透汽化，异丙醇脱水，中空纤维复合膜，海藻酸钠，聚乙烯醇，放大效应，干湿相转化，共混膜浙江大学博士学位论文A-bstractPervapomtionhavebeenappliedsuccessfullyinalcobolsdehydration，removalofVoCsfromwater，andisparticularlypromisingto印plicationforaZeo

4、tropic，nea卜boil，orisomericcompoundsmixturesseparationbecauseofsimpleequipmeⅡt，lowene唱yconsumptions，nopollution．Itisconsideredasthethirderamembmnetechnologywhichwillreplacetraditionaldjstillation．Nowadays，increasin出yenergycrisisbecomesagoodchancetoimpulsethepervaporationmembraⅡetechnologywid

5、espreadindustrialpromotion．ItbecomesVeryimponanttopreparemembraneandmodulewnhhighseparationproperties，ifwewanttobreakthepresentstateoffewpervaporationmembrane虹nds，andgain1arge—scaleapplication．Theta唱etof山ispaperismainlyfocusonpr印arationllighpropeniesh01lowfibercompositememb瑚eandh01lowfiberm

6、odulesforaIcoholsaqueousdehydration．Firslly'ViscometryandFou衙Transfo砷In衲red(FTIR)andScanningelectromicroscopes(sEM)inVestigatedtherangeofblendcorI单atibnityofpoly(vinylaIcoh01)andsodiumalginate．Blendratio，kindsofc∞sslinkjngagem，contentofcrosSlinkingagentandlayerthicknesshaSremarkab}eeff-ects

7、onthesepamtiOnpropenies．ExperimentaIresultsshowedthatpeHneationnuxincreaseda11ds印arationfactordecreasewithincreasingPⅥ～contentinm啪bme+Theseparationfactorincrease，penneatefluxdecreaSewilhincreasiⅡgblendratioofSAinblendmembraⅡe．ThemembranescrossIir出edbymal