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膜蒸馏技术用于脱除水中氨的传质性能研究

李兆曼  
【摘要】:膜蒸馏是一种新型的膜分离技术,将其用于脱氨操作既经济又不对环境造成二次污染,因而被认为具有良好的工业应用前景。本论文工作对真空膜蒸馏(VMD)、吹扫式膜蒸馏(SGMD)和直接接触式膜蒸馏(DCMD)用于脱除水中氨的相关问题进行了研究,主要考察工艺条件对氨脱除率、传质系数和选择性系数的影响。 实验用膜的性能参数由气体渗透实验测定,实验过程中氨溶液的浓度用甲醛法测定。 在真空膜蒸馏脱除水中氨的研究中,用孔径分别为0.1μm和0.2μm的两种PTFE膜进行了实验。实验结果表明,0.2μm膜的传质系数明显高于0.1μm膜,但其选择性系数却低于0.1μm的膜。 基于含氨水溶液的真空膜蒸馏传质机理,考虑溶液的pH值对溶液中氨浓度的影响,推导了水溶液中氨的传质系数理论表达式。同时建立了利用VMD、SGMD和DCMD的实验结果求取过程传质系数的方程式。在这三种膜蒸馏方式脱氨实验中,分别考察料液温度、流速、浓度和pH值等对脱氨的影响。结果表明,提高料液温度可以提高传质系数和脱氨率,但会使选择性系数降低;提高料液流速可以同时提高传质系数、脱氨率和选择性系数;料液的起始浓度对传质系数影响不大;料液的pH值对传质系数和选择性系数影响很大,pH值从9增加到11时传质系数和选择性系数会增加近两倍,但pH值超过11以后两者基本不


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