醇胺溶液對(duì)疏水微孔膜的自發(fā)浸潤(rùn)及其抑制研究.pdf

1、采用膜接觸器捕集CO2有很大的工業(yè)前景。然而，在捕集過(guò)程中，膜孔道會(huì)不可避免地被液相吸收液(如乙醇胺，MEA;二乙醇胺，DEA)浸潤(rùn)，使得傳質(zhì)阻力急劇上升。膜接觸器中的浸潤(rùn)一般分為兩類，一類是受迫浸潤(rùn)，另一類是自發(fā)浸潤(rùn)，受迫浸潤(rùn)是由膜兩側(cè)的壓差產(chǎn)生的，而自發(fā)浸潤(rùn)發(fā)生的原因尚不明確。本論文基于前人提出的表面活性劑作用于疏水多孔基質(zhì)的吸附浸潤(rùn)機(jī)理，提出了適用于自發(fā)膜浸潤(rùn)的吸附浸潤(rùn)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，利用爬流分析法提出了自發(fā)浸潤(rùn)的總流量方程，利

2、用拓展的Starov方程模擬出了膜的自發(fā)浸潤(rùn)全過(guò)程。最后，基于膜的吸附浸潤(rùn)機(jī)理提出了抑制自發(fā)浸潤(rùn)的方法。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.采用van Oss表面張力擬合法，并結(jié)合HyperChem75軟件的分子模擬、臨界性質(zhì)擬合和Hamaker常數(shù)法等方法，計(jì)算了DEA分子在PVDF膜和PET膜上的界面干擾能，從而提出了醇胺溶液自發(fā)浸潤(rùn)這兩類膜的詳細(xì)機(jī)理:醇胺分子在膜孔道中固液(S-L)界面上的吸附是導(dǎo)致自發(fā)浸

3、潤(rùn)的主要原因。
　　2.基于膜的吸附浸潤(rùn)機(jī)理，采用爬流方程，推導(dǎo)出了浸潤(rùn)液總流量方程。該方程在部分浸潤(rùn)情況下對(duì)于預(yù)測(cè)高濃度或低溫度流體的自發(fā)浸潤(rùn)有很好的效果。
　　3.基于膜的吸附浸潤(rùn)機(jī)理，采用拓展的Starov方程，并結(jié)合Matlab的圖像處理方法，計(jì)算了每個(gè)膜孔的平均接觸角，發(fā)現(xiàn)自發(fā)浸潤(rùn)的前進(jìn)接觸角都十分接近90°。采用Matlab算法模擬，定量預(yù)測(cè)了膜的浸潤(rùn)比率在整個(gè)自發(fā)浸潤(rùn)過(guò)程中隨時(shí)間的變化。將預(yù)測(cè)結(jié)果與膜接觸器的傳