膜吸收近膜壁面处的传质行为及其传质强化手段研究

中空纤维膜吸收技术是脱除CO2等温室气体较有前途的方法之一。大多数研究者建立的传质模型差异较大，应用受到很大的制约，忽视虑膜结构对传质的影响是主要原因之一。 本研究从膜结构对近膜壁面传质行为的影响出发，考察了膜结构参数、两相流速、吸收剂粘度及吸收剂pH对膜吸收传质的影响及相互作用，并建立了中空纤维膜吸收传质模型，证明近膜壁面溶质浓度分布是膜结构参数影响膜吸收传质的本质。利用因次分析法，关联大量实验数据，拟合得到了较通用的传质关联式。 利用固体粒子在近膜壁面处的扰动，增大边界层内的溶质的混合程度，改善膜壁面处溶质的浓度分布情况。考察了固体粒子种类、固含率、液相流速、吸收剂pH、膜孔隙率等因素对强化作用的影响，实验结果表明固相粒子的加入可以使传质系数提高40%以上。本研究实验条件下，固含率范围在1.0-1.5kg/m3时得到了最大的传质系数与增强因子。 2100433B

中空纤维膜吸收技术是脱除CO2等温室气体较有前途的方法之一。前期研究发现，在中空纤维膜吸收技术的模型化研究中，忽视膜结构参数对传质的影响，是造成模型偏差大的关键因素之一。本项目将通过实验和理论研究，对近膜壁面处的溶质浓度分布进行模拟分析，建立包含体系物性、化学反应特性、流动状况以及膜结构参数的膜吸收过程的传质模型，并在此基础上探讨该过程的传质机理。. 模型化研究中，用Gz数来表征膜吸收过程的两相流动特性与溶质扩散系数的关系，用Ha数或化学反应增强因子E来表征体系的反应特性与传递性质的关系，用膜的孔间距与膜孔径的比值来表征膜结构参数的影响，关联膜吸收过程的传质模型，与实验值和文献值进行比较，建立一个适用范围广、预测准确性好的传质模型。并基于此探讨膜吸收过程中的传质强化手段，采用加入第三相的方式强化传质过程，系统深入研究各因素对强化过程的影响，以期推动该技术的工业化应用。

运用经典物理学方程和传质反应有关理论，研究双极膜的传质和催化水解离机理，建立多层结构水解离双极膜理论工作压降与其影响因素的定量关系模型，探讨强化双极膜水解离的有效措施，制出小膜样，测定其工作性能曲线，对所提出的理论模型进行验证。本文的研究成果为双极膜的制备及其相关应用提供坚实的理论基础。

气液传质设备gas-liquid mass transfer equipmeru又称气液接触设备(gas-licruid c}ntaci equipment )用以进行气液传质过程的设备_气液传质过程是在气(或汽)相和液相两相间进行的质量传递过程。化一I，中最常用的气液传质过程是精馏和吸收此外还有洗涤、蒸发、增湿、减湿等。气液传质设备主要有板式塔和填料塔，这是在精馏和吸收中最广泛应用的设备，其他还有喷洒塔、卧式塔、鼓泡塔、湿壁塔等。在气液传质设备中除进行传质外。有时还伴以传热，在一此场合还发生化学反应。