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《清华大学》 2003年
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纳滤膜法染料水溶液的脱盐浓缩及其过程模拟

姚红娟  
【摘要】: 本文选用NTR7450(Nitto Denko, Japan)和NF270(DOW Chemical Corporation, USA)两种纳滤膜分离工业合成的水溶性荧光染料溶液,选择出透过通量大、除盐效果好和染料截留率高的纳滤膜,对该工业染料原液脱盐和浓缩的间歇渗滤过程进行研究。在温度25℃和压力1.0MPa下,膜对染料截留率达到100%,经过六次加水浓缩的间歇渗滤操作后,料液中NaCl浓度从0.214mol/L降到0.0025mol/L,料液被浓缩了2.6倍。说明纳滤膜的间歇渗滤操作过程能够实现染料溶液的脱盐和浓缩。 本文的另一部分工作是对于该荧光染料体系,提出了能够达到脱盐和浓缩目的的三种分离纯化工艺过程,即间歇恒容渗滤过程、预浓缩-连续恒容渗滤-后浓缩组合过程和连续变容渗滤过程,并对这三个过程进行了模拟计算和比较,用于预测过程中各参数的变化,确定过程时间最短和水的消耗量最小时的工艺参数,为工业应用提供理论指导。(1)对于间歇恒容渗滤过程,通过研究不同的浓缩倍数(1.25、2和3)和膜对盐的截留率R对过程参数的影响,发现达到相同的除盐要求和染料纯度时,浓缩倍数较小和R较大时,都会使总的水消耗量较大,过程时间较长。(2)对于预浓缩-连续恒容渗滤-后浓缩组合过程,通过研究不同的预浓缩倍数(1.25、2和3)和R对过程参数的影响,发现达到相同除盐要求和染料纯度时,预浓缩2倍的组合过程所需总过程时间最短,而水的消耗量与预浓缩倍数、R和除盐要求有关。(3)对于连续变容渗滤过程,研究了不同的最终染料浓度、除盐要求和R对过程参数的影响。结果表明,如果最终除盐要求相同而染料浓度越高,需要较长的过程时间和较小的水消耗量;如果相同染料浓度相同而除盐要求越高,需要的较长过程时间和较大的水消耗量。 利用以上三个过程进行染料纯化时,达到相同的脱盐和浓缩目标值, 间歇恒容渗滤过程和连续变容渗滤过程所需的过程时间和水消耗量相同,说明在达到目标值的过程中,它们的平均透过通量是相同的。预浓缩2倍的组合过程需要较短的过程时间和较小的水消耗量,其水消耗量取决于连续恒容渗滤阶段。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ610

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