不对称静电场耦合膜法气体脱湿过程

发布时间：2017-12-15 07:40

  本文关键词：不对称静电场耦合膜法气体脱湿过程

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【摘要】：气体脱湿在众多领域例如环境、能源、化工等生产中具有重要价值。膜法气体脱湿以其独特的优势显示出广阔的应用前景。具有更好分离性能的膜材料和优化的膜分离过程亟待开发。膜法气体脱湿指在膜两侧压力差的驱动作用下,利用水蒸气在膜中的溶解扩散的速率与其他气体的差异实现其在混合气体中的分离。本文主要以氮气脱湿过程的研究为例,通过在膜池中设计附加针-板电极形成不对称静电场,使传质过程发生在压力场-不对称静电场形成的耦合场中,优化膜分离过程。不对称静电场产生的静电梯度力使极性水分子向渗透侧加速运动,而非极性氮气分子不会受到电场影响。不对称静电场可以同时提高水通量和分离性能。本实验采用PEBA/PSF复合膜,通过比较有无电场时通量的变化,系统考察了电场参数(电压大小、单针电极作用范围)、操作参数(渗透侧压力、操作温度)和膜参数(膜厚度、膜种类)对耦合场传质的影响,并建立了耦合场传质的数学模型。结果表明在相同实验条件下,附加不对称静电场的耦合场过程比较传统的膜法气体分离过程的渗透通量有较大幅度的提高,当针-板电极电场的电压为4kV、渗透侧真空度为20kPa、电极距离为23.5mm时,水通量可提高47.4%。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893

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本文编号：1291171