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中空纤维复合膜精馏性能的研究

刘洋  
【摘要】:本文采用溶胶-凝胶法制备了PVA/PAN和PFSA-PVA-SiO2/PVA/PAN复合膜,考察了交联剂戊二醛(GA)浓度、交联反应时间、乙醇浓度对PVA膜溶胀度的影响,考察了乙醇浓度和料液温度对PVA/PAN复合膜渗透汽化性能的影响;以PVA/PAN和PFSA-PVA-SiO2/PVA/PAN复合膜作为填料,考察了其分离乙醇/水、异丙醇/水的精馏性能;具体结果如下: PVA/PAN中空纤维复合膜的渗透汽化实验结果表明:当料液温度在40~70℃,乙醇溶液浓度在80wt%-98wt%之间,PVA/PAN中空纤维复合膜具有好的分离选择性;以该中空纤维复合膜作为精馏填料,通过渗透汽化与精馏耦合,可以很好的突破乙醇和水的恒沸点,在塔顶可得到99wt%的乙醇。 PVA/PAN和PFSA-PVA-SiO2/PVA/PAN复合膜作为精馏填料的实验结果表明:各种组件的分离效率均随塔釜加热功率的增加而减小;和大多数中空纤维膜接触器一样,其总传质系数κγ随中空纤维膜组件填充密度■的增加而减少;相比于传统精馏填料而言,用中空纤维膜组件做精馏填料分离醇水溶液的分离效果更好,且可以在常规填料所允许的操作速度范围之上稳定运行。当塔釜加热功率为120W,45根PVA/PAN和PFSA-PVA-SiO2/PVA/PAN复合膜封装在内径为16mm玻璃管分离乙醇/水溶液时,传质单元高度(HTU)分别为5.64cm、5.46cm。


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