探索渗透汽化法分离乙醇-水的研究

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1、天津大学硕士学位论文渗透汽化法分离乙醇-水的研究姓名：杨景伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：姜忠义;刘元祚2001.12.1摘要以乙醇／水为实验物系对壳聚糠(cs)均质膜、聚乙烯醇一聚丙烯臆(PVA—PAN)复合膜、壳聚糖／聚乙烯醇一聚丙烯腈(CS伊VA--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，PVA呻AN膜的共混组成、膜浮、交联时间、膜的预处理等与PV分离性能问的关系及膜的传质特性，回归了膜传递求和乙醇的经验关联式。实验结渠表明，在下室铡压力30Pa，湿度333．15K，

2、料液浓度95wt％对，eS伊vA_一PAN膜憋渗透通量为53。1kg／m2，h，为CS膜的ll倍、为PVA呻AN膜的7馈，当共混层中PVA含量为40wt％，铸膜液中固体含援为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膜中优先溶解，优先扩散。当料液浓度小于50叭％时，扩散过程对分离函子起决定作糟：大于50wt％时，溶解过程对分离因子起决定作用，渗透通潼则取寤溶勰稻扩散两个过程共同决定。本文从膜材料的聚集态结构瓣发对相关的PV彳亍为遴霉亍了讨论。对实验数据进行了线性回归，分别建立了cS／PV—卜PAN膜

3、传递水、乙醇的经验关联式：Jw=374．43—17。5C。及J尹13．64—0．606C。，理论值与实验值吻合较好。关键词；聚乙烯醇，壳寨《复僦渗逮螽仡，乙笋缸Abstraet强eexperimentsofswellingandpervaporation(PV)ofthemembraneofCS、pVA—PANandCS摩Ⅵk—黔Ninethanollwatermixturewerecarri翻out．TheeffectoffeedcompositionandtemperatureonPVpropertieswerediscussed，ForCS／PVA

4、—PANmembrane，therelationshipbetweenPVpropertiesandblendingcomposition，membranethickness，crossingtime，pretreatmentwasstudied．Transportcharacteristicsofthemembranewasresearchedandtranspoftmodelsofethanolandwaterwereestablished．Theresultshowed、forCS／pVA—PANmembrane．bothpervaporation

5、rateandseparationfactorwasratherhigh．Whenethanolinfeedwas95wt％!pressurewas30Pa。temperaturewas333K．J*aofCS／P}冀—誓强Nmembranewas53．1kg／m2．h，whichwaseleventimesofCSmembrane，seventimesOfP、￡茂——PANmembrane．ThePVpropertiesobservedwereexplainedbytheaggregationstatestructureofmembrane．Itwas

6、foundthatwhenthecompositionofPVAinmembranewas40wt％．solidinmembranemakingliquidwas2、析％andthemembranewaspretreatedbythesolutionwhichwithlowcompositionofethanol，thePVcharacteristicswouldbethebest．Bothsolutionanddiflusionwel'_econtrolstepofPVProcess．Whenethanolinfeedwas10wer50wt％．dif

7、lusionmadethemaincontributiontoseparationfactor．whenethanoiinfeedwasmorethan50、vt％．solutonmadethemaincontributiontoseparationfactor,permeationratedependonbothsolutionanddiffusion．Modelsfortransportofethanolandwaterthrou鼗hCS／PVA—PANmembraneweredevelopedweredeveloped：J、。=374．43．17．

8、5C。andJ。=13．64—0．606C。Keywords：Poly(viny