丙烯酸在離子交換膜中的傳質(zhì)特性及其對雙極膜電滲析的影響研究.pdf

1、采用雙極膜電滲析回收丙烯酸丁酯廢水中的丙烯酸和氫氧化鈉，不僅可回收資源，且可大幅降低廢水中有毒污染物濃度和鹽度，減小廢水處理難度，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究了丙烯酸分子在離子交換膜內(nèi)的傳質(zhì)特性，建立了丙烯酸鹽雙極膜電滲析的傳質(zhì)模型，通過數(shù)學(xué)模擬評價丙烯酸分子擴散對雙極膜電滲析過程的影響，并對雙極膜電滲析的操作條件進行優(yōu)化，得到以下主要結(jié)論:
　　丙烯酸在陰離子交換膜JAM-I-10、ACM均相膜和FBM雙極膜中傳質(zhì)系數(shù)受傳質(zhì)溫度

2、影響較大，而受丙烯酸濃度的影響較小。20℃下當酸室丙烯酸濃度為0.5～4.0mol/L時，丙烯酸在JAM-I-10、ACM均相膜中和FBM雙極膜的平均傳質(zhì)系數(shù)分別為1.28×10-2dm/h、8.45×10-4dm/h和2.91×10-5dm/h(堿室為NaOH)。溫度在15～30℃之間時，丙烯酸在JAM-I-10、ACM均相膜和FBM雙極膜中的傳質(zhì)系數(shù)隨溫度的升高而增大，傳質(zhì)系數(shù)隨溫度的變化符合阿累尼烏斯方程，溫度在20℃以上時，傳質(zhì)

3、系數(shù)隨溫度的變化更加顯著。
　　三室型雙極膜電滲析傳質(zhì)模型構(gòu)建及驗證結(jié)果表明，丙烯酸在離子交換膜中的傳質(zhì)對丙烯酸丁酯廢水雙極膜電滲析過程具有重要影響，且該影響可通過三室型雙極膜電滲析傳質(zhì)模型進行擬合。
　　對丙烯酸丁酯廢水雙極膜電滲析過程的數(shù)學(xué)模擬表明，料室與酸室溶液初始體積的比值、料室溶液初始濃度、溫度、離子交換膜種類、電流密度等因素均對雙極膜電滲析過程具有重要影響。降低溫度到20℃以下，適當提高料室與酸室初始溶液體積比、