資源描述：
《探索膜污染層分析及膜過程傳質(zhì)強(qiáng)化》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文膜污染層分析及膜過程傳質(zhì)強(qiáng)化姓名：伍艷輝申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：王世昌1999.6.1天津大學(xué)博士學(xué)位論文摘要摘要(膜分離技術(shù)是一種新型的化工分離技術(shù)，它具有多方面的優(yōu)點(diǎn)。但膜過程中出現(xiàn)的濃差極化和膜污染現(xiàn)象在某些方面限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。因此，研究濃差極化和膜污染的機(jī)理，進(jìn)而改善膜過程的傳遞性能具有重要的理論和實(shí)際意義。本文利用先進(jìn)測(cè)試手段深入探討了膜污染的微觀機(jī)制，并對(duì)強(qiáng)化膜通量的多種方法進(jìn)行了研究。首次采用x射線光電子能譜(xvs)技術(shù)分析了牛血清白蛋白(BSA)在聚砜膜面的靜態(tài)吸附，并將xPS技術(shù)與電子掃描顯微鏡技術(shù)相結(jié)合，對(duì)超濾前后的膜進(jìn)行了測(cè)試
2、和分析。結(jié)果表明，BSA在聚砜膜面的吸附量遠(yuǎn)高于葡聚糖(Dcxtran)的吸附量：通過對(duì)S元素的XPS譜線解疊分析，發(fā)現(xiàn)BSA在聚砜膜面的吸附為伴隨有電子轉(zhuǎn)移發(fā)生的化學(xué)吸附，而Dcxtran在膜面僅為物理沉積。從基本的對(duì)流擴(kuò)散方程出發(fā)，建立了描述膜過程滲透通量隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型。模型中針對(duì)Dcxtran和BSA的不同污染性質(zhì)，對(duì)BSA溶液考慮了膜面吸附對(duì)阻力的增加，而對(duì)Dcxtran溶液忽略吸附。并用預(yù)測(cè)．校正兩步有限差分法對(duì)模型進(jìn)行求解。模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較表明該模型能良好地指導(dǎo)超濾過程。)、乏本文還提出和研究了中空纖維膜流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)及液體阻尼現(xiàn)象，通過對(duì)纖、———>維及其內(nèi)部流體
3、的受力分析，建立了中空纖維膜流體流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)方程。理論預(yù)測(cè)并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)能減輕濃差極化。在本實(shí)驗(yàn)條件下，流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)能使?jié)B透通量提高5-10％。對(duì)工業(yè)上中空纖維組件的設(shè)計(jì)和操作提出了指導(dǎo)意見，即在中空纖維組件中纖維不宜過密排列，應(yīng)盡量避免互相交錯(cuò)纏繞，操作中，組件的設(shè)計(jì)與安裝應(yīng)有利于滲透液排空，以利于產(chǎn)生流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)。設(shè)計(jì)制作了螺旋式中空纖維組件，實(shí)驗(yàn)表明其滲透通量能有較大提高，但同時(shí)阻力也會(huì)隨之增加；考察了螺旋進(jìn)料管對(duì)組件內(nèi)流體流動(dòng)與分離性能的影響，并考察和估計(jì)了螺旋管內(nèi)不穩(wěn)定性流動(dòng)的持續(xù)距離，當(dāng)不穩(wěn)定性持續(xù)距離達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，即能在一定程度上減輕濃差極化，提高滲透通量。因此實(shí)際
4、應(yīng)用中，設(shè)置螺旋進(jìn)料管，并適當(dāng)減小組件長(zhǎng)度，將有利于膜的透過能力的有天律大學(xué)博‘}二學(xué)位論文摘要效發(fā)揮。實(shí)驗(yàn)研究了氣液兩相流操作對(duì)膜過程滲透通量的影響。佑果表明氣液兩相流操作能有效提高膜滲透通量，通量提高率隨操作壓力、原料液濃度以及氣體流速的升高而增大：并用XPS和電鏡技術(shù)觀察了在兩相流狀態(tài)下超濾后的膜面，發(fā)現(xiàn)兩相流操作對(duì)膜面吸附也有所減輕，尤其是BSA在膜面的吸附量降低較多。)～‘、～在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了中空纖維內(nèi)兩相流的流型，并討論了不同流型下兩相流促進(jìn)傳質(zhì)的機(jī)理，首次考慮了氣體引入對(duì)液體透過膜阻力的降低作用，理論分析表明膜外和膜內(nèi)阻力的降低與操作壓力、原料液濃度及氣體流速有關(guān)．并用實(shí)驗(yàn)
5、數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸得到阻力降低率與上述三個(gè)參量的關(guān)系。(這些結(jié)果對(duì)組件設(shè)計(jì)和工業(yè)應(yīng)用都將帶來深刻的革新性影響≥。關(guān)鍵詞：濃差極化膜污染x射線光電子能譜流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)流動(dòng)不穩(wěn)定性兩相流操作n滅津大學(xué)博士學(xué)位論文摘要AbstractAsanovelandeffectiveseparationtechnique，membraneprocesshasmanyadvantages．Howeverconcentrationpolarizationandmembranefoulingintheprocessseverallylimititsapplicationanddevelopment．Therefor
6、etoinvestigatethemechanismofthemandtoimprovethemasstransferinthemembraneprocessareveryimportantinpractice．Inthiswork，theadvancedsurfaceanalysistechnique-Xrayphotoelectronspectrumwasemployed，forthefirsttime，tOstudythestaticadsorptionofBSAonthePSmembrane．Thenwetestedthemembranebeforeandafterultrafiltr
7、afionbyusingXPScombinedwithSEM．TheresultindicatesthattheadsorptionratioofBSAismuchhigherthanthatofDextran．Accordingtotheanalysisofthefittingspectrumofsulfur,wefirstlydiscoveredthatchemadsorptionofBSAo
