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第三相对板式膜吸收影响的实验研究

江漪  
【摘要】: 膜吸收技术是将膜分离技术与传统气体吸收技术相耦合的新型分离技术。该技术通过膜将气、液两相分隔,使气、液两相可以独立操作,避免了传统气-液吸收技术的雾沫夹带、液泛,且具有传质比表面积大、传质速率快等优势,与膜分离、吸附法等新型分离技术相比,又具有成本低、操作简单、易于工业化应用等优点。 本文通过在吸收剂中加入第三相固体粒子对板式膜吸收传质过程进行强化。选择六种不同孔隙率的板式膜,以纯CO2气体和N2、CO2的混合气分别作为被吸收气体,以清水、MEA、DEA和不同pH值的NaOH溶液作为吸收剂,分别进行了非稳态和稳态膜吸收实验,考察了搅拌速度、粒子密度、膜孔隙率、吸收剂流量及pH值等因素对膜吸收传质过程的影响。实验结果表明,对于非稳态膜吸收过程,在一定固含率下,随着搅拌速度的增加,膜吸收过程传质系数随之增加,增强因子则减小;随着固相粒子密度的增加,膜吸收过程的传质系数和增强因子都随之减小;不同吸收剂的实验结果表明,0.1mol/L的MEA溶液的传质系数和最大增强因子均大于NaOH和DEA溶液体系;随着膜孔隙率的增加,膜吸收过程的传质系数增加,粒子的强化效果减小。 在稳态膜吸收过程中,随着粒子固含率的增加,膜吸收过程传质系数和增强因子随之增加,当固含率达到一定范围后,继续增加固含率,传质系数和增强因子有些许下降;在一定固含率下,随着吸收剂流量的增加,膜吸收过程传质系数增加而增强因子减小;随着吸收剂pH值的增加,膜吸收过程传质系数和增强因子随之增加。N2和CO2以体积比为5:1的混合气作为被吸收气体时,固体粒子的加入对膜吸收过程的传质效果也有很好的增强作用。


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