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含溴卤水膜吸收性能研究及过程模拟

曹莎  
【摘要】:溴素是重要的化工原料,目前工业化提溴采用水蒸汽蒸馏法和空气吹出法,该方法能耗高、对提溴原料品味要求高,且吸收塔易出现液泛和返混现象。木文对气态膜吸收法卤水提溴性能进行研究,并初步探讨过程传递强化的途径。 采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜对溴水膜吸收性能开展实验研究,分析了影响膜吸收性能的因素,确定了溴水膜吸收过程为一级动力学过程,讨论了溴水膜吸收过程中浓差极化对膜吸收性能的影响。 通过回归正交试验确定了溴水膜吸收过程的回归方程,对流体力学条件对溴水膜吸收过程的传质性能参数进行预测,同时分析了影响因素的显著性。 在进料侧温度为50℃、进料流速为22.24cm/s、进料浓度为220mg/L.吸收侧NaOH溶液流量为2L/h、浓度为0.01mol/L的条件下,PVDF中空纤维膜溴水的膜吸收通量达到6.17×10-3kg/(m2·h) 探讨了PVDF中空纤维膜溴水膜吸收的传递过程,确定溴水膜吸收跨膜机理为Knudsen扩散模型,建立了描述该过程的数学模型,基于该模型的模拟结果与溴水膜吸收实验结果吻合较好。 溴水中无机离子对于其膜吸收性能的影响研究结果表明:盐的存在使流体粘度增加、扩散系数降低,故盐溶液存在时溴水膜吸收过程通量比无添加盐类时低,溴水中NaCl浓度从0.01N升高至2N,溴水膜吸收通量从0.49×10-3kg/(m2·h)降低至0.29×10-3kg/(m2.h). 实验模拟了中、低度卤水膜吸收提溴性能,实验结果与建立的数学模型模拟结果尚存在一定差距,建立的过程数学模型仍有待完善。


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