文档介绍：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
要摘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。肮诙杂谀しㄍ殉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,温度为,进水流速为/保艹痰娜芙庋跬殉士梢源到%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;传质系数大连理工大学硕士学位论文
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独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或凰褂霉牟牧稀S胛乙煌ぷ鞯耐对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。荩.Ⅺ作者签名:
塑查杰骟美大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文叛权使用规定’’夥蛄砉ご笱ПA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库避行检索,也可采用影印、缩印或扫撼等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名:导师签名:火连理工犬学硕士研究生学位论文
言引以分子形态存在于水中的氧气对很多工艺过程有负面影响,因为氧气会腐蚀和氧化材料。在饮料和食品工业中,氧气会缩短食品保存期限,产品质量,产品的浓度和口味。在半导体和薄膜平板工业领域,高含氧量会导致低良品率。在电力和其他工业领域,如果没有进行脱气,管道,锅炉和设备很容易被腐蚀。因此,水中溶解氧的脱除是一个很目前脱除水中溶解氧的方法很多,如热力法、真空法、解析法、亚硫酸钠法、联胺法、钢屑法以及还原树脂法等。近年来,随着膜技术的迅速发展,出现了膜法脱氧过程。该过程利用中空纤维膜将气液两相分开,液体在膜的一侧流动,气体在膜的另一侧流动。与传统的脱氧方法相比,膜法脱氧具有许多优点,因此已经引起了人们的关注。膜法脱氧技术可以看作是膜法血液充氧的逆过程,最早由和年研究中空纤维膜接触器的设计时,用氧气作为去除介质研究了在膜接触器中的传质问题。随后,众多研究者展开了将膜法脱氧用于超纯水制备的过程中。近年来,随着膜法除氧技术的发展,在水除氧过程中,膜接触器得到了越来越多的应用,虽然已经有商业化应用的实例,但是报道相关研究的文章较少。目前瓹公司已经有一系列应用于水脱气的膜接触器,但是价格偏高,但国内的膜法脱气市场主要由他们占据。为了改变这种状况,国内已经有膜法脱氧技术的初步研究。北京化工大学的常李静以及上海交通大学的刘惠峰等都对膜法脱氧进行了初步的研究,但是研究的并不系统。基于以上对文献的阅读和整理,本文对膜法脱氧过程进行了系统的研究,期望能够降低脱氧膜接触器的成本,并将这项技术推广应用,文章主要有以下两个方面:芯苛苏婵斩取⑽露取⒔魉佟⒅锌障宋さ挠行Сざ纫约傲鞫绞蕉芯苛四しㄍ蜒豕讨械拇饰侍猓R院笥糜谕殉禾逯衅宓哪