膜吸收近膜壁面處的傳質(zhì)行為及其傳質(zhì)強(qiáng)化手段研究

中空纖維膜吸收技術(shù)是脫除CO2等溫室氣體較有前途的方法之一。大多數(shù)研究者建立的傳質(zhì)模型差異較大，應(yīng)用受到很大的制約，忽視慮膜結(jié)構(gòu)對傳質(zhì)的影響是主要原因之一。 本研究從膜結(jié)構(gòu)對近膜壁面?zhèn)髻|(zhì)行為的影響出發(fā)，考察了膜結(jié)構(gòu)參數(shù)、兩相流速、吸收劑粘度及吸收劑pH對膜吸收傳質(zhì)的影響及相互作用，并建立了中空纖維膜吸收傳質(zhì)模型，證明近膜壁面溶質(zhì)濃度分布是膜結(jié)構(gòu)參數(shù)影響膜吸收傳質(zhì)的本質(zhì)。利用因次分析法，關(guān)聯(lián)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合得到了較通用的傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式。 利用固體粒子在近膜壁面處的擾動，增大邊界層內(nèi)的溶質(zhì)的混合程度，改善膜壁面處溶質(zhì)的濃度分布情況?？疾炝斯腆w粒子種類、固含率、液相流速、吸收劑pH、膜孔隙率等因素對強(qiáng)化作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明固相粒子的加入可以使傳質(zhì)系數(shù)提高40%以上。本研究實(shí)驗(yàn)條件下，固含率范圍在1.0-1.5kg/m3時得到了最大的傳質(zhì)系數(shù)與增強(qiáng)因子。 2100433B

中空纖維膜吸收技術(shù)是脫除CO2等溫室氣體較有前途的方法之一。前期研究發(fā)現(xiàn)，在中空纖維膜吸收技術(shù)的模型化研究中，忽視膜結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳質(zhì)的影響，是造成模型偏差大的關(guān)鍵因素之一。本項(xiàng)目將通過實(shí)驗(yàn)和理論研究，對近膜壁面處的溶質(zhì)濃度分布進(jìn)行模擬分析，建立包含體系物性、化學(xué)反應(yīng)特性、流動狀況以及膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的膜吸收過程的傳質(zhì)模型，并在此基礎(chǔ)上探討該過程的傳質(zhì)機(jī)理。. 模型化研究中，用Gz數(shù)來表征膜吸收過程的兩相流動特性與溶質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系，用Ha數(shù)或化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)因子E來表征體系的反應(yīng)特性與傳遞性質(zhì)的關(guān)系，用膜的孔間距與膜孔徑的比值來表征膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，關(guān)聯(lián)膜吸收過程的傳質(zhì)模型，與實(shí)驗(yàn)值和文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，建立一個適用范圍廣、預(yù)測準(zhǔn)確性好的傳質(zhì)模型。并基于此探討膜吸收過程中的傳質(zhì)強(qiáng)化手段，采用加入第三相的方式強(qiáng)化傳質(zhì)過程，系統(tǒng)深入研究各因素對強(qiáng)化過程的影響，以期推動該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。

運(yùn)用經(jīng)典物理學(xué)方程和傳質(zhì)反應(yīng)有關(guān)理論，研究雙極膜的傳質(zhì)和催化水解離機(jī)理，建立多層結(jié)構(gòu)水解離雙極膜理論工作壓降與其影響因素的定量關(guān)系模型，探討強(qiáng)化雙極膜水解離的有效措施，制出小膜樣，測定其工作性能曲線，對所提出的理論模型進(jìn)行驗(yàn)證。本文的研究成果為雙極膜的制備及其相關(guān)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

氣液傳質(zhì)設(shè)備gas-liquid mass transfer equipmeru又稱氣液接觸設(shè)備(gas-licruid c}ntaci equipment )用以進(jìn)行氣液傳質(zhì)過程的設(shè)備_氣液傳質(zhì)過程是在氣(或汽)相和液相兩相間進(jìn)行的質(zhì)量傳遞過程?；籌，中最常用的氣液傳質(zhì)過程是精餾和吸收此外還有洗滌、蒸發(fā)、增濕、減濕等。氣液傳質(zhì)設(shè)備主要有板式塔和填料塔，這是在精餾和吸收中最廣泛應(yīng)用的設(shè)備，其他還有噴灑塔、臥式塔、鼓泡塔、濕壁塔等。在氣液傳質(zhì)設(shè)備中除進(jìn)行傳質(zhì)外。有時還伴以傳熱，在一此場合還發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。