中空纖維膜法提溴過(guò)程研究.pdf

1、溴素是重要的化工原料之一，廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、石油煉制、有機(jī)合成、攝影材料高分子材料和軍工。目前國(guó)內(nèi)外提溴的方法主要有水蒸汽蒸餾法、空氣吹出法，對(duì)離子交換樹(shù)脂法、溶劑萃取法已有研究。多數(shù)提溴廠采用空氣吹出法，但該法具有設(shè)備龐大、能耗多、影響制鹽效果等缺點(diǎn)。因此亟待開(kāi)發(fā)一種新型高效節(jié)能的提溴工藝。
　　 膜吸收技術(shù)是將膜分離與傳統(tǒng)吸收過(guò)程相結(jié)合的一種新型分離技術(shù)，具有投資少、能耗低、高效、使用方便和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，此外膜吸收

2、法具有傳質(zhì)面積大的優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)霧沫夾帶、液泛、溝流、鼓泡等現(xiàn)象發(fā)生。膜吸收在CO2、SO2等氣體吸收領(lǐng)域已得到較深入地研究，而在提溴領(lǐng)域的研究仍有待深入。
　　 本文利用自制的疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜，進(jìn)行膜吸收提溴過(guò)程研究。首先驗(yàn)證了PVDF膜在含溴濃鹽水中具有良好的穩(wěn)定性，并用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對(duì)PVDF膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。設(shè)計(jì)了鼓氣膜吸收脫溴工藝，并對(duì)直接接觸式膜吸收(CDMA)、減壓膜吸收(VMA)和鼓氣法脫

3、溴工藝進(jìn)行研究與對(duì)比。系統(tǒng)運(yùn)行15min時(shí)，DCMA法中脫溴率為67.7％，減壓—蒸餾法為27.6％，減壓—吸收為60.7％，而鼓氣法達(dá)到了87.4％，確定了鼓氣法為最佳提溴工藝；進(jìn)而，針對(duì)鼓氣膜吸收法(ABMA)，研究了操作條件，如：鼓氣強(qiáng)度、原液溴濃度、吸收液濃度、吸收液溫度、吸收柱液位高度和吸收液側(cè)附加鼓氣等因素對(duì)提溴效果和效率的影響，并初步探索了鼓氣膜吸收傳質(zhì)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在空氣鼓氣強(qiáng)度為500mol/m2·h，吸收液濃度

4、為0.010mol/L、吸收柱液位高度76.0cm的情況下，溴的吸收率和總收率分別為78.4％和69.6％，當(dāng)吸收液側(cè)附加空氣鼓氣強(qiáng)度480mol/m2·h時(shí)，溴吸收率和總收率可分別達(dá)到最大值89.9％和80.0％，脫溴率一直保持在90％左右。
　　 探討了膜及膜組件結(jié)構(gòu)型式對(duì)提溴的影響。設(shè)計(jì)了上端為自由端的直型吸收膜組件，結(jié)果顯示，相同條件下，直型膜組件對(duì)溴的吸收率高于U型膜組件，且適當(dāng)增大直型膜組件的裝填分率和有效長(zhǎng)度對(duì)提高