文档介绍：PVA复合膜的渗透汽化性能研究(Ⅱ)
(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)
摘要:本文研究表明,经长期贮存或经反复使用,PVA复合膜的渗透汽化分离性能仍然优良,其中PVA/CA复合膜的渗透量大于900g/m2·h,而渗透物中乙醇组分未检出。渗透汽化分离醇水溶液体系的总表观活化能较小,操作温度对复合膜分离性能的影响不大。与渗透汽化实验值比较,计算获得的Arrhenious型和多项式的渗透通量预测方程预测PVA复合膜的渗透通量,都具有较高的准确性。
关键词:复合膜渗透汽化酒精脱水通量预测方程
近年来,我国已开发出了中试规模的渗透汽化装置[1,2],并将其成功地应用于酒精脱水。为了进一步推广渗透汽化技术,本文在对PVA复合膜渗透汽化分离性能研究[3]的基础上,着重阐述自制的PVA复合膜,经长期贮存或反复使用后,分离醇水溶液的渗透汽化性能,并计算得到复合膜渗透汽化分离性能预测方程。
1 实验
复合膜的制备
分别以聚丙烯腈(PAN)膜和醋酸纤维素(CA)膜为支撑层,以聚乙烯醇(PVA)为活性层,制成PVA复合膜。
复合膜的贮存
各种复合膜在实验室的环境温度、湿度条件下贮存,贮存过程不作任何处理。
复合膜的性能测试
与前文[3]的同样条件和方法,测定各种复合膜的渗透汽化性能。
2 结果与讨论
贮存时间对复合膜性能的影响
贮存后复合膜的分离性能
实验测定了2个不同批号的PVA复合膜长期贮存前后的渗透汽化性能,结果见表1。
表1 长期贮存前后复合膜的渗透汽化性能
膜号
贮存时间(月)
操作温度(c)
膜下游压力(Pa)
乙醇浓度(wt%)
分离因子
αw/e
渗透通量(g/m2·h)
料液
渗透物
5041
38
×103
×103
40886
153230
419
746
5503
32
32
3
×103
1×104
9607
23832
313
277
表1显示,与基本上未经贮存的膜性能对比,经1年多时间贮存的复合膜,其渗透初中乙醇浓度均下降,即分离因子提高;,其渗透通量从未经长期贮存时的419g/m2
·h增高到746g/m2·h,·h下降到277g/m2·h。这些变化的原因可以认为是由于膜下游的压力,前者下降,后者提高所致。结果表明,PVA复合膜可以在室温条件下长期贮存备用,不会对复合膜的使用性能产生不良影响。
实验运行过的膜再经长期贮存后的分离性能
为了考察PVA复合膜反复使用的性能,将3个批号的复合膜(其中5510CA号复合膜的支撑层为CA膜,其余的支撑层为PAN膜)经渗透汽化测试后取下,再经长期贮存,然后再次组装到测试设备中,测定结果见表2。
表2 运行过的复合膜长期贮存后渗透汽化性能
膜号
运行过否
贮存时间(月)
操作温度(
℃)
膜下游压力(Pa)
乙醇浓度(wt%)
透通量(g/m2·h)
料液
渗透物
5510CA
否
是
32
32
1
×104
×103
0
0
967
936
4707
否
是
24
32
5
×103
×103
0
0
665
735
4706
否
是
24
32
6