中空纖維更新液膜穩(wěn)定性及傳質機理研究.pdf

1、中空纖維更新液膜是在表面更新理論指導下，將中空纖維包容液膜與纖維膜萃取技術交叉融合，提出的一項新型液膜技術。該技術既充分繼承了傳統(tǒng)液膜技術的特點，又具有自身獨特的優(yōu)勢。 首先實驗研究了中空纖維更新液膜的穩(wěn)定性，以硫酸根離子為示蹤離子，測量了管程向殼程、殼程向管程的泄漏率，考察了中空纖維膜材料、管程流速、殼程流速以及示蹤離子濃度對兩相泄漏率的影響。結果表明，中空纖維更新液膜穩(wěn)定性良好，泄漏率基本低于0.01％。 本文針對中

2、空纖維更新液膜單純遷移、促進遷移兩種傳質過程的遷移機理分別進行了較為系統(tǒng)的研究。選用己內(nèi)酰胺—苯—純水(己內(nèi)酰胺精制)、Cr(VI)-TBP/煤油-NaOH(含鉻廢水處理)兩個具有一定工業(yè)背景的體系進行實驗。主要考察了液膜相用量、Re兩個因素對中空纖維更新液膜單程遷移傳質過程的影響。實驗條件下，液膜相用量越小，傳質阻力越小，通量越高，適宜相比為50：1；殼程流速對傳質過程影響較大，主要原因是殼程流體流速的增大有效降低了殼程邊界層阻力。單

3、純遷移以溶質濃度差做推動力，沒有濃縮效果。 通過萃取、反萃平衡實驗，考察了TBP萃取六價鉻以及NaOH反萃過程中各操作參數(shù)對傳質效果的影響，初步確定了液膜配方。促進遷移傳質過程同樣受殼程流體(料液相)Re影響較大，殼程邊界層阻力為傳質控制步驟。攪拌速度僅對液膜形成過程有一定影響。含流動載體的中空纖維更新液膜技術實現(xiàn)了同級萃取—反萃過程，溶質不僅“逆濃度梯度”傳質，而且具有較強的富集效果，濃縮倍數(shù)高達30。提出利用中空纖維更新液膜

4、技術實現(xiàn)含鉻廢水閉路循環(huán)，將有助于形成一項具有自主知識產(chǎn)權的含鉻廢水新型綠色處理工藝。 以串聯(lián)阻力模型為基本出發(fā)點，建立了中空纖維更新液膜傳質過程模型。引入更新因子ω描述液膜表面更新過程的傳質強化作用，提出了膜相分傳質系數(shù)以及總傳質系數(shù)計算式。根據(jù)質量守恒，推導了循環(huán)實驗料液濃度Ctf與時間t函數(shù)關系式。模型預測值與實驗數(shù)據(jù)吻合情況良好。 中空纖維更新液膜技術具有膜分離過程的高穩(wěn)定性、高選擇性、高滲透性三種基本性能，有效