燃煤鍋爐煙氣水分回收膜傳質(zhì)過程研究.pdf

1、未來我國利用的褐煤比重將不斷增加，其煙氣水蒸氣量可高達(dá)16％。而天然氣燃燒產(chǎn)物水蒸氣約占18％。國內(nèi)外有很多關(guān)于利用膜技術(shù)回收煙氣水分的研究，涉及模型計算、CFD數(shù)值模擬和實驗驗證等多個方面。但是對含濕煙氣在膜組件中傳質(zhì)過程的輸運(yùn)作用機(jī)理和精細(xì)描述涉及較少。
　　根據(jù)膜的有無孔隙可以分為多孔膜的微孔擴(kuò)散和無孑L膜的溶解滲透，同時，因為復(fù)合膜和非對稱結(jié)構(gòu)膜的廣泛應(yīng)用，阻力模型概念也被應(yīng)用于分析膜的傳質(zhì)過程。過去多位學(xué)者應(yīng)用Fick方

2、程解釋傳質(zhì)過程，在總結(jié)微孔擴(kuò)散、溶解滲透和復(fù)合阻力模型的使用條件和理論成果的基礎(chǔ)上，考慮到非理想性的電場梯度和濃度梯度，認(rèn)為Maxwell Stefan理論可以更好的描述復(fù)雜多組分系統(tǒng)。
　　以第三類第一種復(fù)合膜為例，分為涂層、連接層和支撐層分別進(jìn)行計算。涂層部分可看作無孔膜，主要的滲透方式為溶解滲透，過渡層是支撐層與涂層的連接部分，擴(kuò)散方式為溶解滲透和努森擴(kuò)散，支撐層構(gòu)造較為復(fù)雜，擴(kuò)散方式為粘性流和努森擴(kuò)散。利用實驗數(shù)據(jù)和模擬方

3、式分別對物理模型理論進(jìn)行了驗證，發(fā)現(xiàn)物理模型與實驗數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果的相差較小，認(rèn)為該模型可以利用于水蒸氣膜滲透過程流量的計算。
　　利用該理論模型，探討材料滲透性能、壓差、孔隙率、過渡層厚度、溫度等條件對膜回收水蒸氣性能的影響。結(jié)果表明，具有高的亨利系數(shù)并且對水蒸氣較高選擇性的材料在應(yīng)用中有很大優(yōu)勢，且增大孔隙率、壓差、溫度和過渡層厚度都有助于增大水蒸氣通量。本文利用多屬性決策理論和模型計算結(jié)果，對幾種材料進(jìn)行決策分析排序。醋酸纖維