填充密度对中空纤维膜接触器精馏分离性能的影响

【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~(-5)m/s