孔隙率对膜吸收传质行为的影响

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1、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。作者签名：墨壅氩l川调：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，甚『]：研究生在校攻读学位期间论文二r作的知识产权单位属北京一l“-D_一一i大学。学校有权保蕾并向国家有关翻

2、玎j或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩EIj或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：多多虽氲曰期：兰殳!三!盘：』导师签名：芝幽日期：丝[2：笸!￡学位论文数据集中图分类号TQ028学科分类号530论文编号1001020130140密级学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名马强武学号20100

3、00140获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码0817课题来源国家自然科学基金研究方向膜分离论文题目膜孔结构对膜吸收传质行为的影响关键词中空纤维膜吸收，膜孔隙率，传质关联式，微观传质行为论文答辩Et期2013—06．04半论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师张卫东教授北京化工大学化学工程评阅人1懒教授北京化工大学化学工程评阅人2刘君腾副教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5徽员会娣陈晓春教授北京化工大学化学工程答辩委员1邵磊教授北京化工大学化学工程答辩委员2包雨

4、云教授北京化工大学化学工程答辩委员3王京刚副教授北京化工大学化学工程教授级答辩委员4富志侠中国化工集团公司化学工程高工答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《(中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《(学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要孔隙率对膜吸收传质行为的影晌在传统吸收过程中，气液两相直接接触发生传质。而在膜吸收过程中，由于多孔膜的存在，实现了气液两相间接接触传质，克服了

5、传统吸收过程中的操作问题如液泛、鼓泡、沟流、雾沫夹带等，因此，膜在膜吸收过程中扮演着重要角色。溶质由膜孔处向液相主体扩散，而不是整个膜表面。因此，深入研究膜孔结构对液相侧溶质扩散的影响，将有利于揭示溶质在膜表面的微观传质行为。膜吸收技术前期研究表明：膜孔隙率对膜吸收过程影响的本质是膜表面膜孔与膜壁的存在使得膜表面溶质浓度分布不均匀，溶质由这层不均匀液层向液相主体扩散，造成了有效传质面积的改变。膜表面溶质浓度分布的不均性受膜孔隙率、两相流动状态、体系物质和化学反应快慢的影响。由于大多数研究者未考虑膜孔结构对传质的影响，

6、因此，建立的传质模型差异较大，应用受到很大的制约。本文在总结前人膜吸收实验数据的基础上，深入分析Re、r,,／a、砒、胁、E等无因次数对传质的影响，建立了包含这些参数交互影响的传质模型，模型值与实验值吻合较好。进一步，考察了膜结构参数对中空纤维膜吸收过程传质的影响。实验选择聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚丙烯(PP)Z种中空纤维膜，以去离子水、NaOH溶液为吸收剂，吸收剂粘度通过加入适量的增稠剂调节，研究膜吸收过程中膜结构特别是膜孔隙率对传质性能的影响，进一步阐述了膜吸收过程的微观传质机理。在垂直于

7、膜表面方向，通过液相流速、吸收剂粘度和浓度改变溶质法向传质距北京化工大学硕士学位论文离；在平行于膜表面方向，通过膜孔隙率改变溶质切向传质距离，探讨了溶质在膜表面的传质行为。结果表明：吸收剂粘度增加，膜孔隙率对传质的影响减弱，改善了膜表面溶质浓度分布的不均性；吸收剂浓度、液相流速增大，膜孔隙率对传质的影响增强，加剧了膜表面溶质浓度分布的不均性。关键词：中空纤维膜吸收，膜孔隙率，传质关联式，微观传质行为IlABSTRACTTHEEFFECTOFPOROSITYoNMASSTRANSFERBEHAVIoRINMEMBRAN

8、EGASABSoR．PTIONPRoCESSUnliketraditionalabsorptionprocess，whichisdispersivecontactbetweengasphaseandliquildphase，membranegasabsorptionprocessisnon-dispersivecontactduetothepr