真空膜蒸餾脫除水溶液中VOC的研究.pdf

1、膜蒸餾是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)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(diǎn).該文對(duì)膜蒸餾脫除水溶液中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)進(jìn)行了試驗(yàn)研究;文中以乙醇水溶液為研究對(duì)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(duì)真空膜蒸餾的傳熱傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行了初步探討.該文得到了浙江省自然科學(xué)基金的資助.為試驗(yàn)研究各種操作條件對(duì)通量及分離因子的影響,作者自行搭建了實(shí)驗(yàn)裝置.由試驗(yàn)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(shí)流速提高,溫度降低,以及增大冷側(cè)壓力,分離因子增大.當(dāng)用真空膜蒸餾脫除水溶液中的乙醇時(shí),分離因子可達(dá)到6.0以上,說(shuō)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(duì)真空膜蒸餾脫除水溶液中VOC的傳熱傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)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(dòng)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(lái)計(jì)算,由此式看出,層流狀態(tài)下,流速對(duì)傳熱系數(shù)的影響很小.對(duì)中空纖維管內(nèi)原料液的溫度分布進(jìn)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(guò)影響溫度分布來(lái)影響通量的.乙醇水溶液的VMD試驗(yàn)表明,兩種組分同時(shí)通過(guò)膜微孔時(shí),Knudsen擴(kuò)散模型和過(guò)渡流模型都基本能反映實(shí)際過(guò)程,但過(guò)渡流模型更接近實(shí)際情況.根據(jù)對(duì)傳熱系數(shù)和膜孔內(nèi)傳