PVDF中空纤维膜接触器分离烟气CO2

论文摘要

膜接触器作为一种新型膜分离过程,以其投资少、能耗低、操作简单和无污染等优点,在气体分离、废水处理、液液萃取、渗透蒸发、蛋白质提取、金属离子萃取等方面具有突出的优势和应用前景。本论文采用疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜接触器,以纯水（H2O）、氢氧化钠水溶液（NaOH）、氨基乙酸钾水溶液（GLY）、氨基乙酸钾+哌嗪水溶液（GLY-PZ）为吸收剂,研究了膜接触器分离CO2/N2混合气传质性能。主要考察了吸收剂种类、流速、浓度、温度,原料气气速、浓度和填充密度等因素对接触器吸收性能的影响,比较了同一膜组件不同流动方式和流程对分离效果的影响,并对膜材料润湿性能进行了初步考察。实验结果表明气液逆流的腔流程操作模式具有较高的分离效率；各种吸收剂脱除率和总传质系数大小：NaOH> GLY-PZ> GLY> H2O;在吸收剂流量和浓度一定的条件下,CO2去除率随气速的增加而减小,总传质系数随气速的增加而增大；CO2去除率和总传质系数随原料气浓度的增加而减小；在原料气流量和浓度一定的条件下,C02去除率和总传质系数随吸收液流速和浓度的增加而增加；当NaOH为吸收剂时,CO2去除率和总传质系数随吸收液温度增加而增加,而GLY和GLY-PZ为吸收剂时,CO2去除率和总传质系数随吸收液温度先增加后减小；填充密度提高时,CO2脱除率升高,总传质系数减小；PVDF膜对各种吸收剂有较强的适应性,GLY-PZ复合吸收剂是一种较为理想的吸收剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 温室气体概述
• 1.3 二氧化碳回收技术概述
• 1.3.1 物理吸收法
• 1.3.2 物理吸附法
• 1.3.3 低温冷凝法
• 1.3.4 化学吸收法
• 1.3.5 膜分离法
• 1.4 膜分离技术
• 1.4.1 膜分离技术概要
• 1.4.2 膜分离过程
• 1.5 膜接触器
• 1.5.1 定义、分类、优缺点
• 1.5.2 膜接触器的基本原理
• 1.5.3 膜接触器的应用
• 1.6 膜吸收技术分离二氧化碳
• 1.6.1 分离原理和特点
• 1.6.2 膜吸收的工艺及材料选择
• 1.6.3 膜吸收的应用展望与分析
• 1.7 课题意义、研究内容、创新点
• 1.7.1 课题的意义
• 1.7.2 课题的研究内容
• 1.7.3 课题的创新点
• 第二章 理论部分
• 2.1 吸收反应机理
• 2.2 实验衡量指标
• 2.3 膜吸收传质过程和影响因素
• 2.3.1 管程传质模型
• 2.3.2 壳程传质模型
• 2.3.3 膜孔内传质理论
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验原料与实验仪器
• 3.1.1 实验药品
• 3.1.2 实验主要仪器设备
• 3.1.3 膜材料及组件
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验分析
• 第四章 实验结果和讨论
• 4.1 流动方式对分离效果的影响
• 4.2 膜接触器流程对分离效果的影响
• 4.3 气体流率对分离效果的影响
• 4.4 液体流率对分离效果的影响
• 2浓度对分离效果的影响'>4.5 原料气CO₂浓度对分离效果的影响
• 4.6 吸收液温度对分离效果的影响
• 4.7 吸收液浓度对分离效果的影响
• 4.8 填充密度对分离效果的影响
• 4.9 液相Gz数对液相Sh数的影响
• 4.10 膜湿润初步研究
• 4.11 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文