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填充密度对中空纤维膜接触器精馏分离性能的影响

作　者: 任丹萍
导　师: 张国亮
学　校: 浙江工业大学
专　业: 环境工程
关键词: 填充密度中空纤维膜接触器甲醇/水溶液传质
分类号: TQ028.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

膜接触器是一种分离效率高、操作范围广、气液两相可独立控制、可直接线性放大的新型分离设备。膜接触器的结构及其传质学研究是目前国际上科学研究的热点。本课题在原有研究的基础上,继续采用聚丙烯中空纤维膜作为精馏装置的填料分离甲醇/水体系,组成了4.7%、9.5%、19%三种不同填充密度的膜接触器组件,以重点考查膜接触器组件填充密度的变化对其分离性能和过程传质的影响。实验结果表明:中空纤维膜接触器在填充密度范围为4.7-19%时均可在远离常规填料液泛线以上的气速范围操作。填充密度为4.7%和19%时精馏分离的效果要高于填充密度为9.5%时。低填充密度下,壳程的Sherwood数理论值大于实验值;填充密度较高时,实验值则大于理论值。高Reynolds数有利于接触器壳程的传质,同时,低填充密度时的Sherwood数高于高填充密度时的Sherwood数。随着F因子的逐步增大,壳程气相传质阻力和液相传质阻力都随之变小,且组器的填充密度愈高,气相传质阻力愈大。液相传质阻力在整个过程中占主导地位。新型膜接触器的气相总传质系数K_G值随膜接触器组器填充密度的增大而减少,最大可达391.84×10^-5m/s

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章文献综述  9-30
  1.1 引言  9
  1.2 甲醇及其提纯方法  9-17
    1.2.1 甲醇性质和用途  10-12
    1.2.2 甲醇的传统提纯工艺  12-14
    1.2.3 甲醇的膜法提纯工艺  14-17
  1.3 膜接触器  17-24
    1.3.1 中空纤维膜接触器定义、特点  17-18
    1.3.2 基本原理  18-20
    1.3.3 中空纤维膜接触器结构  20-23
    1.3.4 膜接触器的填充密度研究  23-24
  1.4 精馏填料  24-26
    1.4.1 散堆填料  24-25
    1.4.2 规整填料  25-26
    1.4.3 膜材料填料  26
  1.5 聚丙烯膜材料  26-28
    1.5.1 微孔聚丙烯中空纤维膜的制备  27
    1.5.2 拉伸聚丙烯微孔膜的结构特点  27-28
  1.6 课题意义、研究内容和创新点  28-30
    1.6.1 课题的意义  28
    1.6.2 课题的研究内容  28-29
    1.6.3 课题的创新点  29-30
第二章实验  30-34
  2.1 实验原料与实验仪器  30-31
    2.1.1 实验原料  30-31
    2.1.2 实验主要仪器设备  31
  2.2 实验装置  31-32
  2.3 实验分析  32-34
第三章传质理论基础  34-39
  3.1 数学计算模型  34-35
  3.2 管程传质理论  35-36
  3.3 壳程传质理论  36-37
  3.4 膜内传质理论  37-39
第四章实验结果和讨论  39-54
  4.1 填充密度对膜接触器精馏分离操作弹性的影响  39-40
  4.2 填充密度对膜接触器精馏分离效果的影响  40-45
    4.2.1 塔顶浓度与实验操作时间关系  40-41
    4.2.2 塔顶浓度与加热瓦数之间的关系  41-42
    4.2.3 中空纤维膜与常规填料分离效率的比较  42-44
    4.2.4 液速与1/NTU的关系  44-45
  4.3 填充密度对膜接触器精馏过程传质的影响  45-53
    4.3.1 气相Re与Sherwood数的关系  45-46
    4.3.2 壳程传质理论计算与实验结果的比较  46-48
    4.3.3 填充密度与各分传质阻力的关系  48-50
    4.3.4 各个传质阻力的比重  50-51
    4.3.5 填充密度与总传质系数的关系  51-53
  4.4 小结  53-54
第五章结论与展望  54-56
参考文献  56-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文  63

填充密度对中空纤维膜接触器精馏分离性能的影响

内容摘要

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