膜法脫除易凝氣中水蒸氣及其滲透機理研究.pdf

1、氣體膜法脫濕工藝是近年來發(fā)展起來的新型脫濕技術，其在天然氣和空氣脫濕領域已有成功的應用。采用膜法脫濕具有投資少、能耗低和操作彈性大等優(yōu)點，具有廣闊的發(fā)展前景。 一氯甲烷和1，1-二氟乙烷(IIFC-152a)，分別作為丁基橡膠反應溶劑和制冷劑使用時，對其含水量有苛刻的要求。目前，普遍采用分子篩吸附法進行氣體深度脫濕，該法設備投資大、操作復雜、能耗較高。而采用膜法與分子篩吸附耦合技術，可將膜法中度脫濕和吸附法深度脫濕的技術特點結合

2、起來，達到穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的目的。本文主要研究膜脫濕單元，進行了膜法脫除一氯甲烷中水蒸氣的現(xiàn)場實驗。在操作壓力0.15-0.35 MPa條件下，可以將一氯甲烷原料氣的含水量從2000ppmw降低至300ppmw以下，可以滿足工廠的實際需求。原料氣溫度和含水量的下降，使表觀分離系數(shù)顯著下降。通常認為，濃差極化是引起這種變化的原因。 目前，氣體膜分離濃差極化研究較少，建模過程中忽略了膜結構的影響，與實際偏差較大。針對此問題，本文將

3、膜支撐層結構加入到計算模擬區(qū)域，建立了氣體膜分離濃差極化的擴展模型。通過研究獲得了氣流主體邊界層、支撐層膜孔和致密層的傳質阻力，發(fā)現(xiàn)支撐層膜孔內(nèi)的阻力約為氣流主體邊界層阻力的兩倍?？梢?，支撐層的影響不能忽略。利用上述擴展模型，考察了原料氣表面流速、壓力、組成、滲透通量以及分離系數(shù)對濃差極化程度的影響，發(fā)現(xiàn)原料氣壓力和滲透通量對濃差極化影響較大。 一氯甲烷脫濕實驗結果與濃差極化模型計算結果不符，本文針對這一問題，提出了競爭冷凝滲透