膜蒸馏技术用于脱除水中氨的传质性能研究
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以后两者基本不变。对于VMD而言，真空度增加氨脱除率和传质系数会增大，但选择性系数会下降；对于SGMD来言，随吹扫侧空气流速的增加，氨的脱除率、传质系数和选择性系数均有明显增长；在DCMD中，硫酸溶液流速的增加，不会使选择性系数、传质系数和脱氨率有明显变化。
对三种膜蒸馏方式处理含氨水溶液的结果进行比较，结果表明，真空式膜蒸馏传质系数最大，其次是直接接触式膜蒸馏，最小的是吹扫式膜蒸馏；直接接触式膜蒸馏选择性系数最大，其次是吹扫式膜蒸馏过程，真空膜蒸馏的选择性系数最小。
含氨水溶液;真空膜蒸馏;传质系数;选择性系数;氨脱除率
北京化工大学
硕士
化学工程
丁忠伟
2006
中文
TQ028.8;TQ085.4
62
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）