滲透汽化分離低濃度乙醇-水溶液的實驗研究.pdf

1、滲透汽化是一種新型的液體混合物分離技術(shù)，利用膜對不同組分選擇性的不同達到分離的目的。在分離均相混合物時，對采用傳統(tǒng)手段難以處理的恒沸物、近沸物和共沸物等體系具有特別的優(yōu)勢，在低濃度乙醇水溶液的分離中也有著廣泛的應(yīng)用前景。 本文以一種親有機物的聚合物材料制成的多孔膜作為支撐層，在其表面涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成了硅橡膠平板復合膜。復合膜優(yōu)先透過乙醇，并具有穩(wěn)定的分離因子和滲透通量。 利用自制的硅橡膠復合膜對低濃度乙

2、醇/水溶液進行了滲透汽化分離實驗。考察了料液濃度、溫度對滲透汽化過程的影響。實驗結(jié)果表明：隨著溫度的升高，滲透通量J與分離因子α皆呈上升趨勢；隨著料液濃度的增加，滲透通量J逐漸增大，而分離因子α則逐漸下降；溫度與滲透通量可以很好的符合Arrhenius方程J=J<,0> exp(-E<'p>｜RT)。 對硅橡膠復合膜的滲透汽化傳質(zhì)過程進行了研究，分析了溫度、流量等操作條件對總傳質(zhì)系數(shù)的影響，并對比研究了幾種不同結(jié)構(gòu)的膜組件在傳質(zhì)

3、中的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，總傳質(zhì)系數(shù)k<,0>隨溫度的升高、流量的增大而增大，而且與膜組件的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，需要在膜組件的設(shè)計中加以考慮。液相傳質(zhì)系數(shù)遠大于膜內(nèi)傳質(zhì)系數(shù)，說明邊界層傳質(zhì)阻力不是硅橡膠膜滲透汽化傳質(zhì)過程的控制因素。 制取了硅橡膠致密膜，研究了其在一定濃度的乙醇/水溶液中的溶脹行為，考查了溶脹度和分配系數(shù)隨溫度、濃度和時間的變化。發(fā)現(xiàn)膜的溶脹度在最初的時間內(nèi)增加迅速；溫度的升高加速了膜的溶脹，對膜在較高濃度溶液中的溶脹度