试析中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧的研究姓名：肖公奎申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：贺高红20080601大连理工大学硕士学位论文摘要溶解氧是指溶解于水中以分子形态存在的氧气。在工业生产中，对于水中溶解氧含量的要求越来越高，半导体、食品、生物技术、医药以及各种锅炉用水都需要进行溶解氧的脱除。目前除氧的方法主要有热力除氧法、真空除氧法、解析除氧法、亚硫酸钠法、联胺法、钢屑法、还原树脂法等，但都存在一定的不足之处。近年来，随着膜技术的不断发展，出现了将膜分离技术与脱气技术结合的膜接触器脱除水中溶解氧的方法。与传统的脱氧方法相比，膜法脱氧具有许多优

2、点，例如占地面积小、运行成本低、在封闭系统内进行脱气、清洁无污染、无化学品消耗、低压降、模块化膜组件便于流量增加后的扩容和出水水质要求的升级变化。171前国内对于膜法脱除水中溶解氧的研究还较少，还处于探索性阶段，因此有必要对于膜接触器在脱除水中氧气方面进行深入地研究。本文采用自制的聚丙烯中空纤维膜接触器脱除水中溶解氧。实验分别考察了水在中空纤维膜接触器内管程和壳程流动时，真空度、进水流速、温度以及中空纤维膜的有效长度对溶解氧脱除率的影响。实验结果表明，真空度越大，溶解氧的脱除效果越好，在真空度为O．09MPa，温度为30"C，进水流速为0．87m／s时，管程的溶解氧脱除率

3、可以达到80％以上，与目前所用的商业膜组件的脱除率水平相当。研究还发现，进水流速在不同范围内，对溶解氧脱除率的影响不同。温度对溶解氧的脱除率几乎没有影响，但随着温度的升高，膜器进出口水中溶解氧的含量都降低，因此在温度允许范围内，温度越高越好。中空纤维膜的有效长度越长，溶解氧脱除率越高。本文还考察了真空度、进水流速、温度对溶解氧在水中传质系数的影响，发现传质系数的变化规律与溶解氧脱除率的变化规律相似，并且发现理论计算的传质通量大于实测的传质通量，并且探索了出现这种现象的原因。另外本文还得出了管程与壳程流动的传质准数关联式。关键词：真空脱气；中空纤维；溶解氧；传质系数中空纤维

4、膜接触器脱除水中溶解氧的研究RemovalofDissolvedOxygenfromWaterUsingHollowFiberMembraneContactorAbstractDissolvedoxygenreferstotheoxygenthatisdissolvedinwater．Theconcentrationofdissolvedoxygeninwaterisrequiredtomaintainataverylowlevelforuseinvariousindustrialfields．Currentmethodsofremovingoxygenincludeth

5、ermalmethod，vacuummethod，strippingmethod，chemicalmethod，andsoon．However，theyallmoreorlesssuffersomedrawbacks．Recently，anewmethodofdissolvedoxygenremovalhasbeendeveloped，whichiscalledthehollowfibermembranecontactor．Thismethodisacombinationofconventionaldegassingmethodandthemembranetechnolo

6、gy．Theuseofamembranecontactorincomparisontomoretraditionalphysicalmethodshasmanyadvantages：alargesurfaceareaperunitvolume；fastmasstransferrates；independentcontrolofphaseflowrates；nodispersionbetweenphasesandthepossibilityofamodularconstruction．Theseadvantagesmakethemembranecontaetoranattr

7、activechoiceoverotheravailablemethods．Atpresent，thereareonlyafewdomesticresearchersdoingsomeworkinthisarea，andthismethodneedstobefurtherinvestigatedtobeusedwidelyintheindustry．Inthispaper，home-madepolypropylenehollowfibermembranecontactorsareusedtoremovedissolvedoxy