中空纤维T型分子筛膜组件设计与表征文献综述
2020-04-12 15:57:42
文 献 综 述 膜技术是一种新型分离技术,具有高效节能、过程易于控制、操作方便、便于放大与产业化等优点,在新能源开发、资源优化利用和环境保护等方面发挥着越来越重要的作用。
随着膜材料制备技术的不断进步,面向多元液相体系的渗透汽化膜分离技术也得到了快速发展。
渗透汽化膜分离技术是利用液体混合物中不同组分在致密膜中溶解扩散速率不同而实现液体混合物分离,其突出的优点是分离过程不受组分汽液平衡限制,能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务,如共沸、近沸混合物的分离,水中微量有机物的回收及脱除有机物中微量水等。
同时,渗透汽化过程很容易与其他化工过程耦合,其中膜在水的净化与脱盐、食品工业、环境工程、生物工程、医学与医药、冶金、石油化工和化学工业得到广泛的应用,被专家们称为二十一世纪最有前途的高科技术之一。
渗透汽化膜组件可分为板框式、螺旋卷式、管式和中空纤维式等几种膜组件。
与其他渗透汽化膜组件类型相比,中空纤维膜因具有装填面积高,占地面积小、支撑体的壁厚较薄,有利于支撑体传质阻力的降低和渗透汽化通量的提高等优点成为膜组件研究的一大热门。
然而组件中流动死区、沟流等非理想的流场分布情况对中空纤维膜分离性能产生很大的影响。
为了减少膜组件壳体内非理想流动情况对膜分离性能的影响,组件设计成为中空纤维膜组件工业应用的一大难题。
在中空纤维膜组件早期研究阶段M. J. Costello和A. G. Fane等人对不同装填面积的中空纤维膜组件进行了壳程流动状态研究,文献指出,在中空纤维膜组件内存在严重的壳程流动非理想性,Cussler等人设计了中空纤维网以及螺旋柱式中空纤维膜组件,并试图在膜组件内加入折流板等构件来增大中空纤维膜组件的传质效果。
李云峰等人研究了中空纤维等人串联操作特性,Sirkar等人研究了中空纤维膜组件的串联、并联操作的特性,但大都停留在实验探究阶段。