基于超临界流体在多孔膜中的渗透

《基于超临界流体在多孔膜中的渗透》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、天津大学硕士学位论文超临界流体在多孔膜中的渗透姓名：刘丽丽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张宝泉20040101摘要超临界流体与膜的耦合过程作为一种新型的反应与分离技术，近年来发展迅速，在绿色化学加工过程中的应用前景广阔。超临界流体在膜中的渗透机理与模型计算具有}一分重要的工业价值，它不仅能够帮助分析耦合过程中各分离参数的影响因素，而且能够指导膜制备过程，使耦合过程从第一步实现最优化。超临界流体的渗透机理研究很不成熟，基础理论研究方面几乎是空白。本文的研究目的就是要从介孔膜丌始，系统地研究超临界流体在多孔介质中的渗透传质机理，这项工作具有重要的理论与实际意义。本文研究了三种气体C0

2、2、He、N2在超临界状态下通过多孔陶瓷膜的渗透。首先以二项尘气模型为基础，考虑到粘性流表达式中粘度的贡献及近超临界区流体粘度的奇异性变化，提出了模型的修正方法和新的模型表达式。He的渗透实验结果表明，由渗透曲线计算的膜平均孔径和压汞实验得到的平均孔径非常吻合(误差≤5％)，说明超临界He在多孔膜中的渗透可以用二项尘气模型表示。通过He的渗透数据可以获得膜的结构参数，从而为计算其它流体在膜中的渗透通量提供了依据。通过与实验结果对比发现，超临界Nz以及中低压下C02在膜中的渗透也可以用二项尘气模型描述，误差较小。在近临界和超临界区域，CO：的渗透曲线明显变化偏离二项尘气模型，而采用本文建立的模

3、型方程可以更好地描述实验结果，对于深入分析超临界流体在多孔膜中的渗透传质机理、把握关键影响因素有重要意义。关键词：超临界流体渗透尘气模型扩散氧化铝陶瓷膜ABSTRACTAsanewreactionand／orseparationtechnology，membraneandsupercriticalfluidcoupledprocesseshavegotsubstantialdevelopmentinrecentyears．Theypossessbroadamplificationspotentialingreenchemicalprocessing．Obviously,themechanis

4、mofsupercriticalfluidspermeatingthroughporousmembranesandthepredictivemodelareofgreatimportance，Theycanhelpanalyzetheeffectofseparationparametersanddirecttheprocessofmembranesynthesis，thelatterofwhichCanprovidethebasistooptimizethosecoupledprocessfromthefirststep．However,thereislittlemechanismresea

5、rchinliterature，almostnoavailablemodelhasappearedinpublicconcerningthepermeationofsupercriticalfluidsthroughporousmembranesuptOpresent．Theobjectiveofthisworkistosystematicallystudythepermeationmechanismofsupercriticalfluidsthroughmeso—porousmembranes，whichwillbeofgreattheoreticalsignificanceandprac

6、ticalvalue．Inourinvestigations，westudiedthepermeationofthreesupercriticalfluids，C02，N2，andHethroughporousceramicmembranes．Basedonthetwo-termdusty-gasmodel，consideringthecontributionofviscosityanditssingularchangeatnear-criticalregion，anewmodificationmethodandthemodelequationwereproposed．Theaveragep

7、oresizecalculatedbypermeatingcurveofsupercriticalHeisinagreementwiththatbymercuryporosimetrywiththeaverageerrorlessthan5percent．ThisrevealsthatthepermeationofsupercriticalHeCanbedescribedbytwotermsdusty—gas