探析中空纤维膜接触器分离co,2过程模拟中matlab应用研究

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1、南京理工大学硕士学位论文中空纤维膜接触器分离CO<,2>过程模拟中MATLAB应用研究姓名：李栋申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：王连军20060626硕士论文中卒纤维膜接触器分离c02过程模拟中MATLAB戍用研究摘要本文以聚丙烯中空纤维膜接触器作为膜吸收反应器，牛磺酸钾盐及其复合溶剂作为吸收剂，对膜基溶剂吸收法脱除C02进行了实验研究。主要考察了吸收剂浓度，液速，吸收温度，原料气浓度和气速等因素对C02吸收性能的影响；并对在牛磺酸钾盐吸收剂中添加各种活化剂，包括2．氨基．2．甲基．1．丙醇和哌嗪对C02分离效果的影响进行了研究。建立了中空纤维

2、膜接触器的传质模型，应用MATLAB处理了传质模型中的非线性偏微分方程组，预测了c02出口浓度。实验结果表明，在C02吸收效果方面，采用膜基牛磺酸钾盐及其复合溶剂吸收C02／N2混合气中的C02具有较快的分离速率和较高的分离效率；其中添加哌嗪的牛磺酸钾盐吸收剂分离效果最好；添加活化剂2．氨基．2．甲基．1．丙酵的复合吸收剂对C02分离效果比纯的牛磺酸钾盐吸收剂差。应用MATLAB所得到的模型计算结果与实验值吻合较好，这说明MATLAB的应用是有效可行的，它为气体膜分离过程的模拟和优化提供了好的方法。关键词：二氧化碳，牛磺酸钾盐，传质模型，聚丙烯中空纤维膜

3、，MATLAB硕士论文中宅纤维膜接触器分离C02过程模拟中MATLAB戍用研究ABSTRACTInthispaper,anexperimentalresearchbYhollow-fibermembrane—basedabsorptionsystemwascarriedOUt．Thehollow-fiberpolypropylenemicroporousmembrane(HFPPM)moduleswereusedasmembranecontactorsandtheaqueoussolutionofpotassiumsaltoftaurineanditsc

4、ompoundsolventⅥ惴chosenastheabsorbent．Theeffectsofvariousfactors，includingconcentrationofabsorbentandfeedinggas，temperatureofoperation,flowvelocityofabsorbentandfeedinggasontheC02absorptionefficiencywereinvestigated．Andtheactivematerialsofdifferentconcentration,including2-Amido-2一

5、methyl-l-propylacoholandPiperazine，wereaddedintheabsorbent,ofwhichtheeffecthasalsobeeninvestigated．ThemathematicalmodelofmasstransferinthemembraneabsorberWasderived．ThesolutionmethodfornonlinearpartialdifferentialequationsWasgivenbyusingMATLAB．C02concentrationinliquidoutletWaspre

6、dictedbymathematicalmodelofkineticsofmasstransfer．TheresultsshowthattheseparationofC02bymembrane—basedpotassiumsaltoftaurineanditscompoundabsorbentisofquickermasstransfervelocityandhigherseparatedefficiency．ThecompoundabsorbentwithlittlePiperazinerepresentsbestinallspeciesofabsor

7、bent．TheC02absorptivityofcompoundabsorbentwithpotassiumsaltoftaurineand2-Amido-2··methyl·-1··propylacoholiSlOWerthantheaqueoussolutionofpurepotassiumsaltoftaurine．TheresultsfromthemodelbyMATLABareingoodagreementwiththeexperimentaldata．AnditindicatesthattheapplicationofMATLABiseff

8、ectiveandfe髂iblc．TheapplicationofMATLABp