真空膜蒸餾脫除水溶液中VOC的研究.pdf

1、膜蒸餾是近年來發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù),具有分離效率高、操作溫度低等特點.該文對膜蒸餾脫除水溶液中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)進行了試驗研究;文中以乙醇水溶液為研究對象,采用真空膜蒸餾法,膜材料為中空纖維膜,研究膜通量及分離因子與原料液的溫度、濃度、流速,冷側(cè)壓力的關(guān)系,并對真空膜蒸餾的傳熱傳質(zhì)機理進行了初步探討.該文得到了浙江省自然科學基金的資助.為試驗研究各種操作條件對通量及分離因子的影響,作者自行搭建了實驗裝置.由試驗結(jié)果表明

2、,溫度升高,增大料液濃度,降低冷側(cè)壓力,以及增加料液流速,膜蒸餾通量增大;同時流速提高,溫度降低,以及增大冷側(cè)壓力,分離因子增大.當用真空膜蒸餾脫除水溶液中的乙醇時,分離因子可達到6.0以上,說明真空膜蒸餾技術(shù)脫除水溶液中的VOC效果較好.文中還對真空膜蒸餾脫除水溶液中VOC的傳熱傳質(zhì)機理進行了理論分析和試驗研究.首先采用純水為研究體系,研究分析了中空纖維管內(nèi)的傳熱系數(shù),研究表明,纖維管內(nèi)的流動屬于層流狀態(tài),其邊界層傳熱系數(shù)可用關(guān)聯(lián)式N

3、u=hd=3.66+0.0668[RePr(d/L)]/1+0.45[RePr(d/L)]2/3來計算,由此式看出,層流狀態(tài)下,流速對傳熱系數(shù)的影響很小.對中空纖維管內(nèi)原料液的溫度分布進行了數(shù)值模擬,表明在層流狀態(tài)下,大流量的溫度降幅度較小,流速是通過影響溫度分布來影響通量的.乙醇水溶液的VMD試驗表明,兩種組分同時通過膜微孔時,Knudsen擴散模型和過渡流模型都基本能反映實際過程,但過渡流模型更接近實際情況.根據(jù)對傳熱系數(shù)和膜孔內(nèi)傳