pva复合膜的渗透汽化性能研究(ⅱ)

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1、PVA复合膜的渗透汽化性能研究(Ⅱ)摘要：本文研究表明，经长期贮存或经反复使用，PVA复合膜的渗透汽化分离性能仍然优良，其中PVA／CA复合膜的渗透量大于900g／m2·h，而渗透物中乙醇组分未检出。渗透汽化分离醇水溶液体系的总表观活化能较小，操作温度对复合膜分离性能的影响不大。与渗透汽化实验值比较，计算获得的Arrhenious型和多项式的渗透通量预测方程预测PVA复合膜的渗透通量，都具有较高的准确性。关键词：复合膜渗透汽化酒精脱水通量预测方程　　近年来，我国已开发出了中试规模的渗透汽化装置[1,2]，并将其成功地应用于酒精脱水。为了进一步推广渗透汽化技术，本文在对PVA复合膜

2、渗透汽化分离性能研究[3]的基础上，着重阐述自制的PVA复合膜，经长期贮存或反复使用后，分离醇水溶液的渗透汽化性能，并计算得到复合膜渗透汽化分离性能预测方程。1实验1.1复合膜的制备　　分别以聚丙烯腈(PAN)膜和醋酸纤维素(CA)膜为支撑层，以聚乙烯醇(PVA)为活性层，制成PVA复合膜。1.2复合膜的贮存　　各种复合膜在实验室的环境温度、湿度条件下贮存，贮存过程不作任何处理。1.3复合膜的性能测试　　与前文[3]的同样条件和方法，测定各种复合膜的渗透汽化性能。2结果与讨论2.1　贮存时间对复合膜性能的影响2.1.1　贮存后复合膜的分离性能　　实验测定了2个不同批号的PVA复合

3、膜长期贮存前后的渗透汽化性能，结果见表1。表１　　长期贮存前后复合膜的渗透汽化性能膜号贮存时间（月）操作温度（c）膜下游压力（Pa)乙醇浓度（2·h）料液渗透物50410.514.541.5383.2×1032.2×10394.2494.400.040.0114088615323041974655030.012.532323×1031×10494.2494.110.170.067960723832313277　　表1显示，与基本上未经贮存的膜性能对比，经1年多时间贮存的复合膜，其渗透初中乙醇浓度均下降，即分离因子提高；5041号复合膜在贮存14.5个月后，其渗透通量从未经长期贮存

4、时的419g／m2·h增高到746g／m2·h，而5503号复合膜在贮存12.5个月后的渗透通量则从313g／m2·h下降到277g／m2·h。这些变化的原因可以认为是由于膜下游的压力，前者下降，后者提高所致。结果表明，PVA复合膜可以在室温条件下长期贮存备用，不会对复合膜的使用性能产生不良影响。2.1.2实验运行过的膜再经长期贮存后的分离性能　　为了考察PVA复合膜反复使用的性能，将3个批号的复合膜(其中5510CA号复合膜的支撑层为CA膜，其余的支撑层为PAN膜)经渗透汽化测试后取下，再经长期贮存，然后再次组装到测试设备中，测定结果见表2。表2运行过的复合膜长期贮存后渗透汽化

5、性能膜号运行过否贮存时间（月）操作温度（℃）膜下游压力（Ｐa)乙醇浓度（2·h）料液渗透物5510CA否是0.21.032321×1042.2×10394.3694.40009679364707否是3.512.524325×1032.2×10394.5694.40006657354706否是3.011.024326×1032.2×10394.5694.4000297506　　表2显示，每个膜在实验使用过后从测试装置中取下，再经长达1年时间的贮存，复合膜仍具有极其优异的分离性能。结果充分表明，PVA复合膜如果没有机械或人为损坏，可以反复使用，从而可大大降低工业膜分离装置的生产维护费

6、用。　　从表2可以看到，以CA膜为支撑层的PVA复合膜，分离性能特别优异。在实验条件基本相同情况下，PVA／CA复合膜经反复使用后，在保持渗透物中检测不出乙醇组分的同时，渗透通量远比用PAN膜为支撑层的高。该结果尚未见有3结论　　PVA复合膜在室温条件下长期贮存，分离醇水溶液的渗透汽化性能不变；经运行使用过的膜从测试装置上拆下再经长期贮存后使用，其分离性能仍然不变。这对于PVA复合膜的制备贮存、装置中膜的使用寿命、应用操作维护方案的确定都具有指导作用。　　不同膜作为支撑层制备的PVA复合膜，其分离性能有很大的差别。PVA/CA复合膜与PVA／PAN复合膜相比，尽管都经过反复使用，

7、在保持高分离因子的情况下，前者的渗透通量远高于后者。　　PVA复合膜分离醇水溶液体系的总表观活化能较小。操作温度对其分离性能的影响不大。使用这些膜的分离装置，可在较低的温度下运行，即可得到较为优良的渗透汽化结果。　　计算分别得到了Arrhenious型和多项式的渗透通量预测方程。与渗透汽比实验值比较，在一定的料液浓度和操作温度范围内，用这些方程预测复合膜的渗透通量都具有较高准确性。PVA复合膜的这些通量预测方程，对于工程设计有十分更要的意义。参考