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壳程挡板对中空纤维膜接触器精馏分离性能的影响

吴景  
【摘要】: 膜接触器是以膜作为两相分离介质而使得气/液或是液/液之间进行传质的装置。由于新型膜接触器避免了传统分离设备的不足,具有操作范围宽,分离效率高,有效避免乳化,能直接线性放大和结构紧凑等众多优点。 本课题在前期研究的基础上,主要研究壳程挡板对新型膜接触器甲醇/水、乙醇/水和异丙醇/水混合体系分离过程中的性能影响。本实验采用全回流操作,液体于中空纤维膜管程流动,蒸汽在壳程与管程液体逆向流动。实验结果表明:挡板的增加使流动参数有所降低,但对系统的操作弹性影响不大。所有醇/水体系分离过程基本不受常规液泛线控制,在最高气速为传统填料操作液泛气速的5-6倍时仍可正常运行;壳程挡板的布设能有效提高塔顶精馏浓度,对于三种醇/水体系的改善效果为甲醇乙醇异丙醇;膜组件的HTU值也能显著降低至传统填料的1/5-1/7,对不同醇/水混合体系分离过程,挡板对HTU值的改善有如下趋势:甲醇乙醇异丙醇;挡板的添加使醇/水体系的实验总传质系数KG均有所改善,且随醇碳原子数的增多,改善程度趋于减小。实验还进一步比较了实验传质系数K_G与理论传质系数K|·G,发现壳程挡板的加入使两者差异更为明显。这表明,Yang和Cussler理论关联式中的无量纲参数不能很好地修正因挡板引起的壳程流体参数变化对传质过程的影响。


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