中国给水排水 摘要:本文研究了以PAN膜为支撑层的中国给水排水PVA复合膜分离醇水溶液的中国给水排水性能。着眼于工业应用,揭示了渗透汽化操作条件对分离性能的影响,展示了长期运行时的分离性能。结果表明,PVA复合膜具有高渗透通量(J>500g/m2·h)和优异分离率,长期运行(大于8个月)性能稳定。 关键词:PVA复合膜 渗透汽化 酒精脱水 分离性能
崛起于液体分离领域的渗透汽化膜过程,正是由于运用了聚乙烯醇/聚丙烯腈(PVA/PAN)复合膜,才于80年代初首先在酒精脱水的工业生产中得到成功应用。我们设计开发成功的首台渗透汽化中试装置[1,2]采用的是以PVA为主要材料的复合膜。因此,开发高选择性、高渗透通量的PVA复合膜是发展渗透汽化技术的一个主要研究方向。 本文研制的PVA复合膜的酒精脱水分离性能,旨在揭示渗透汽化过程该复合膜的分离性能与过程参数的关系,着眼于工业应用,展示该复合膜长期运行时的分离性能。
1 实验部分
1.1 PVA复合膜的制备 以聚丙烯腈(PAN)膜为支撑层,以聚乙烯醇(PVA)为活性层,制成PVA复合膜。 1.2 复合膜的性能测试 渗透汽化性能测试采用膜下游抽真空,渗透物以液N2冷凝收集方法。膜有效面积为2.2×10-3m2。除说明外,运行温度31℃,膜面流速4.2×10-2m/s,膜下游压力7×103Pa--10×103Pa。 以不同浓度的酒精为料液,改变操作温度或膜下游真空度或膜面物料流速,可获得一定条件下复合膜的渗透汽化分离性能。渗透通量(J)以单位时间(h)单位膜面积(m2)透过的渗透物重量(g)表示,料液和渗透物的乙醇浓度(Xe、Ye)用气相色谱分析方法测定[3]。分离因子(α)的表达式为:
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