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第三相对板式膜吸收影响的实验研究

作　者: 江漪
导　师: 张卫东
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 膜吸收 固体粒子 膜组件 增强因子
分类号: TQ028
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


膜吸收技术是将膜分离技术与传统气体吸收技术相耦合的新型分离技术。该技术通过膜将气、液两相分隔,使气、液两相可以独立操作,避免了传统气-液吸收技术的雾沫夹带、液泛,且具有传质比表面积大、传质速率快等优势,与膜分离、吸附法等新型分离技术相比,又具有成本低、操作简单、易于工业化应用等优点。本文通过在吸收剂中加入第三相固体粒子对板式膜吸收传质过程进行强化。选择六种不同孔隙率的板式膜,以纯CO2气体和N2、CO2的混合气分别作为被吸收气体,以清水、MEA、DEA和不同pH值的NaOH溶液作为吸收剂,分别进行了非稳态和稳态膜吸收实验,考察了搅拌速度、粒子密度、膜孔隙率、吸收剂流量及pH值等因素对膜吸收传质过程的影响。实验结果表明,对于非稳态膜吸收过程,在一定固含率下,随着搅拌速度的增加,膜吸收过程传质系数随之增加,增强因子则减小；随着固相粒子密度的增加,膜吸收过程的传质系数和增强因子都随之减小；不同吸收剂的实验结果表明,0.1mol/L的MEA溶液的传质系数和最大增强因子均大于NaOH和DEA溶液体系；随着膜孔隙率的增加,膜吸收过程的传质系数增加,粒子的强化效果减小。在稳态膜吸收过程中,随着粒子固含率的增加,膜吸收过程传质系数和增强因子随之增加,当固含率达到一定范围后,继续增加固含率,传质系数和增强因子有些许下降；在一定固含率下,随着吸收剂流量的增加,膜吸收过程传质系数增加而增强因子减小；随着吸收剂pH值的增加,膜吸收过程传质系数和增强因子随之增加。N2和CO2以体积比为5：1的混合气作为被吸收气体时,固体粒子的加入对膜吸收过程的传质效果也有很好的增强作用。

全文目录


学位论文数据集  3-4
摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 文献综述  14-28
  第1.1节 温室效应和二氧化碳排放  14
  第1.2节 二氧化碳的减排  14-16
    1.2.1 吸收分离法  14-15
    1.2.2 吸附分离法  15
    1.2.3 膜分离法  15-16
    1.2.4 膜吸收法  16
  第1.3节 膜吸收技术概述  16-22
    1.3.1 膜吸收技术的基本原理  17-18
    1.3.2 膜吸收技术的应用  18
    1.3.3 膜吸收过程传质关联式  18-20
    1.3.4 膜吸收技术的影响因素  20-22
  第1.4节 传统的增强气-液传质过程的方法  22-23
  第1.5节 分散相微粒对气-液传质的影响  23-27
    1.5.1 增强因子的定义  23-24
    1.5.2 惰性固体微粒对传质系数的影响  24-25
    1.5.3 活性微粒对气-液传质的增强作用  25
    1.5.4 分散相微粒增强气-液传质机理  25-27
  第1.6节 本论文研究的目的和意义  27-28
第二章 实验部分  28-34
  第2.1节 实验装置及流程  28
  第2.2节 实验用品及仪器  28-32
  第2.3节 实验步骤及数据处理  32-34
第三章 结果与讨论  34-66
  第3.1节 非稳态膜吸收实验  34-42
    3.1.1 吸收速率随时间的变化  34-35
    3.1.2 搅拌速度对膜吸收过程的影响  35-37
    3.1.3 粒子密度对板式膜吸收过程的影响  37-38
    3.1.4 不同吸收剂对膜吸收过程的影响  38-40
    3.1.5 不同参数的膜对膜吸收过程的影响  40-42
  第3.2节 稳态膜吸收实验  42-66
    3.2.1 粒子加入时传质过程稳定时间研究  42-45
    3.2.2 不同材料膜的传质性能的比较  45-47
    3.2.3 粒子固含率的不同对稳态膜吸收过程的影响  47-49
    3.2.4 吸收剂流量对稳态膜吸收过程的影响  49-55
    3.2.5 搅拌速度对稳态膜吸收过程的影响  55-58
    3.2.6 不同pH值的吸收剂对稳态膜吸收过程的影响  58-64
    3.2.7 固相粒子的加入对混合气稳态膜吸收过程的影响  64-66
第四章 结论  66-68
参考文献  68-72
附录  72-80
致谢  80-82
攻读学位期间发表的学术论文  82-84
作者和导师简介  84-85
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  85-86

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工过程（物理过程及物理化学过程） > 分离过程
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