渗透汽化法分离乙醇水的研究

《渗透汽化法分离乙醇水的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京化工大学硕士学位论文渗透汽化法分离乙醇/水的研究姓名：常维民申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马润宇;迟天俊20040510北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：／参利沁掣。≯年11月／日北京化1‘人学T栏fI!j{

2、I：学位

3、仑文摘要以乙醇／水为实验物系对壳聚糖(cs)均质膜、聚乙烯醇一聚丙烯腈(PvA—PAN)复合膜、壳聚糖／聚乙烯醇一聚丙烯腈(CS／PvA—PAN)共混复合膜进行了溶胀和渗透汽化(Pv)实验。研究了料液组成、料液温度对PV分离性能的影响，探讨了CS／P、-卜PAN共混复合膜的共混组成、膜厚、交联时间、膜的预处理等与PV分离性能间的关系及膜的传质特性，回归了膜传递水和乙醇的经验关联式。实验结果表明，在下室侧压力30Pa，温度333．15K，料液浓度95wt％时，CS∥VA—PAN共混复合膜的渗透通量为

4、53．1kg／m2．h，为CS均质膜的11倍、为PVA—PAN复合膜的7倍，当共混层中PVA含量为40wt％，铸膜液中固体含量为2wt％，及用较低浓度的乙醇水溶液对膜进行预处理时，膜的PV分离性能最好。水在CS／PVA--PAN共混复合膜中优先溶解，优先扩散。当料液浓度小于50wt％时，扩散过程对分离因子起决定作用；大于50wt％时，溶解过程对分离因子起决定作用，渗透通量则取由溶解和扩敖两个过程共同决定。本文从膜材料的聚集态结构出发对相关的PV行为进行了讨论。对实验数据进行了线性回归，分别建立了C鲫Ⅵ～一P

5、AN共混复合膜传递水、乙醇的经验关联式：Jw=374．43—17．5Co及J。=13．64-0．606G，理论值与实验值吻合较好。关键词：聚乙烯醇，壳聚糖，复合膜，渗透汽化，乙醇，水化威化r人学I：雅坝I。学位沦史Theexperimentsofswellingandpervaporation(Pv)ofthemembranesofCS、PⅥ～一PANandCS／P、0～一F!ANinethanol／watermixturearecarriedout．Theeffectoffeedcompositionan

6、dtemperatureonPVperformanceisdiscussed．ForCS／P、，A—PANmembrane，therelationshipamongPVperformanceandblendingcomposition，membranethickness，crossingtime，pretreatmentisstudied．Researchonthetransportcharacteristicsofthemembraneisconductedandtransportmodelsofetha

7、nolandwaterareestablished．Theresultsshow,forCS／PVA--PANmembrane，bothpervaporationrateandseparationfactorareratherhigh．Whenethanolinfeedwas95wt％，pressurewas30Pa，temperaturewas333K,J+aofCS／PVA--PANmembraneis53．1kg／m2．h，whichiseleventimesofCSmembrane's，sevent

8、imesofPⅥt—PANmembrane’s．ThePVperformanceobservedareexplainedbytheaggregationstatestructureofmembrane．ItisfoundthatwhenthecompositionofPVAinmembranewas40wt％，solidinmembranecompositeliquidwas2wt％andthemembranewaspretreatedbythesolutionwhichwithlowcomposition

9、ofethanol，thePVcharacteristicswouldbethebest．BothsolutionanddiffusionprocessesarecontrolstepofthePVProcess．Whenethanolinfeedwaslowerthan50wt％，diffusionprocessmakesthemaincontributiontoseparationfactor，wheneth