纳滤膜法染料脱盐浓缩的实验研究和过程模拟

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1、南京工业大学硕士学位论文纳滤膜法染料脱盐浓缩的实验研究和过程模拟姓名：吴沪宁申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯晖20040501南京工业大擘硕士论文摘要本文采用纳滤膜对宜兴申新染料厂生产的活性紫染料液进行了脱盐浓缩的渗滤过程研究，分别选用DK、DL和NF270三种带负电的纳滤膜进行了实验，从中选择出对活性紫染料液透过通量大、除盐效果好以及染料损耗低的～种纳滤膜DK，再用该纳滤膜对活性紫工业染料液的脱盐浓缩间歇恒容渗滤过程进行了实验／实验结果显示：在25℃温度和1．0MPa的压力条件下，该膜对活性紫染料的截留率接近100％，经过九次加水浓缩的间歇恒容渗滤操作，

2、染料纯度从84％提高到99％以上，同时料液被浓缩了3倍，达到了厂家提出的要求，说明采用纳滤膜的间歇渗滤操作过程能够实现活性紫粗制染料溶液的脱盐和浓缩目的)7／接着，本文对该活性染料液体系提出了能够达到脱盐和浓缩目的的三种渗滤工艺过程，即间歇恒容渗滤过程、预浓缩一连续恒容渗滤一后浓缩组合工艺过程和连续变容渗滤过程，并对这三个渗滤工艺进行了模拟计算和比较，用于预测纳滤膜对活性紫染料液进行渗滤操作过程中各过程参数的变化，从雨确定过程时间最短和水消耗量最小的渗滤工艺及工艺参数，为实际的工业应用提供理论指导。(1)对于间歇恒容渗滤过程，通过研究不同的浓缩倍数(1．5、2和3)和

3、稀释倍数(1．5、2和3)对脱盐浓缩效果的影响，发现要达到相同的浓缩倍数和染料纯度，浓缩一稀释一浓缩形式的间歇恒容渗滤过程所用过程时间以及要消耗的渗滤溶剂量要小于稀释一浓缩一稀释形式的间歇恒容渗滤过程。对于浓缩一稀释一浓缩过程的渗滤操作而言，浓缩倍数大的过程，所用的过程时间和渗滤溶剂量要小(2)对于预浓缩一连续恒容渗滤～后浓缩组合工艺过程，通过研究不同的预浓缩倍数(1．5、2和3)对过程参数的影响，发现达到相同的浓缩倍数和染料纯度时，预浓缩3倍的组合过程所需总过程时间最短，所消耗的渗滤溶剂量也最少。(3)对于连续变容渗滤过程，研究了不同的最终染料浓度以及除盐要求对过程

4、参数的影响。结果表明，如果最终除盐要求相同而染料浓度高，则需要较长的过程时间和较小的水消耗量：如果相同染料浓度相同丽除盐要求高，则需要的较长过程时间和较大的水消耗量。最后，通过比较发现利用以上三种渗滤过程对活性紫染料进行纯化和浓缩时，达到相同的脱盐和浓缩目标，预浓缩～连续恒容渗滤一后浓缩组合工艺过程所用过程时问以及所消耗的渗滤溶剂水量要小于间歇恒容渗滤过程和连续变容昊沪宁：纳滤膜法染料脱盐浓缩的实验研究渗滤过程，预浓缩倍数为3的组合过程所需的过程时间和水消耗量在所有的渗滤过程中是最小的，所以采用预浓缩3倍的组合过程对活性紫染料进行脱盐浓缩效果最佳。通过计算，本文最后得

5、到了宜兴申新染料厂采用纳滤方法浓缩纯化其生产的活性紫染料所需的膜砸积和耗水量，以便为下一步实际应用提供理论指导。关键词；纳滤活性紫脱盐浓缩渗滤II——．壹室三些苎兰竺主堡查ABSTRACTBatchdiafiltrationexperimentsofindustriflreactivepurpledyesolutionwerecardedoutbyusingthethreekindsofNFmembraneswhichwereDK(DesalinationCorporation)，DL(DesalinationCorporation)andNF270(DOWChemi

6、calCorporation)membranes，inordertochoosethenanofiltrationmembranehavinghighpermeationflux，lowrejectionofNaClcomponentandhighrejectionofdye．Thus，theDKmembraneintheoperationmodeofbatchdiaftltrationwasusedfortheconcentrationanddesalinationofreactivepurpledyesolution．Underthetemperature25。C

7、andappliedpressureof1．0MPa,observedrcjectionofdyecomponentreached100％．Afternine·stagebatchdiafiltrationoperation，concentrationofdyeincreasedto3times，andthepurityofreactivedyeincreasedfrom84％to99％．TheexperimentalresultsshowedthatnanofiltrationmembraneDKinbatchdiafiltrationoperat