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空气|膜法空气除湿的研究与进展( 二 )



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经过对膜透水结果的分析可知 , 膜的有效活性层厚度是1.1um 。
Wang 等人 2研究了中空纤维膜除湿的传质过程 。
实 。

7、验中使用的中空纤维膜单元参数如下:每个单元类似于一个管壳式换热器 , 外壳由尼龙做成 , 外径1.0或2.5cm , 分别内含30根和400根纤维 , 每根纤维长 94cm ,外径600um , 纤维由充满微孔的聚砚做支撑层 , 内壁覆盖 一层界面交联的硅氧烷酰胺做选择性活性层 。
这种膜的水蒸气与空气的选择性可以高达 4000 : 1;
水在单位膜厚的透过度也很高 , 达 5cm/s 。
所以 , 传质过程不仅与膜本身的阻力 有关 ,而且膜两侧的边界也有很重要的影响 。
通过对实验与模型对比的分析 , 他们认为:对 于分离空气和水的膜过程 ,空气穿过膜的传质阻力主要由膜本身的扩散阻力组成;
而水蒸气 穿过膜的传质阻力主要由膜本身的扩散阻力 。

8、构成 。
所以可以认为膜本身对水的透过度有无穷 大 。
另外 , 水蒸气与空气的选择性并非越大越好 , 合理选取选择性 , 可以增加除湿气产量 ,减小膜面积 。
引入吹扫气 , 或使部分空气渗透流过膜 , 可降低渗透侧的膜厚度 , 降低水蒸气 传质阻力 , 增加水蒸气的透过 。
实验表明 , 多孔聚砚中空纤维在操作压力0.7MPa 时 , 除湿率85% , 干燥气露点可达-20C以下 。
与纤维素膜不同 , 同样为有机高分子膜的凝胶膜具有不同的除湿机理 。
Cha等人12研究了凝胶膜空气除湿的过程 。
他们使用由再生的纤维素经过铜铵化处理获得的被称为 Cuprophan 的膜 ,这种膜具有强烈的亲水性 , 并且膜分子与水分子接触时 , 能立刻生成水凝胶 , 进一步 将分子 。

【空气|膜法空气除湿的研究与进展】9、链撑大 。
这样 , 当膜与很湿的空气接触时 ,聚合物分子链遇水发生膨胀 , 膨胀后的分 子链之间充满水 ,成为透水的良好通道 。
而由于空气在水中的溶解度很小 , 所以分子链间的这些水又成为使空气难以透过的屏障 。
当这种膜与较为干燥的空气接触时 , 聚合物分子链失水发生收缩 , 分子间距减小 , 空气同样难以从膜分子链之间透过去 。
Cha等人通过实验测定了这种凝胶膜的透湿性 , 结果表明 , 在真空除湿模式下 , 该膜的透湿 率对空气的相对湿度非常敏感 ,膜的透湿率是膜进口空气相对湿度的指数函数 。
水蒸气与氮 气的分离系数随相对湿度的不同而在20250之间变动 , 水蒸气的透过度在(1.19.5)x 10-11g/(Pacm2 -s)之 。

10、 内 。
这种膜的缺点是在低相对湿度时 , 膜的除湿能力不强 , 与空气的分离系数不高 。
22 无机膜221 分子筛膜的性质与有机高分子膜相比 ,无机膜具有许多突出的优点如: 耐热、耐化学腐蚀和良好的机械强度 ,特别适合于高温气体分离和化学反应过程 。
目前实际使用的无机膜孔径多在0.11um , 由于陶瓷膜多孔 , 其渗透选择性较差 16 。
沸石具有规则孔道 , 孔径(0.31.2nm)可调 , 其表面吸附性能、酸碱性能及催化性能 可因此而发生显著变化 ,已广泛用于吸附制冷、催化、气体分离和净化 。
如果将分子筛以膜 形式加以利用 , 将其用来调整多孔材料的孔道结构和尺寸 , 使之能获得孔径小于1nm 的无机膜 ,并能用于高温气体分离、。

11、空气除湿、渗透蒸发等分子水平的分离过程 , 可以实现气相 分离的连续进行 。
因此分子筛膜成为近年来研究的热点 。
分子筛膜的渗透性能取决于渗透温度压力和处理介质的性质 , 当然膜厚也是一个重要因素 。
由于分子筛对某些组分具有强烈的吸附性 ,因此分子筛膜的渗透过程既要考虑其分子选择性 又要考虑其吸附性能对渗透性能的影响 。
222分子筛膜的传湿机理对分子筛膜分离气体的机理的研究已有许多报道 , 其中Asaeda等人认为多孔固体膜分离气体的历程一般分为 4种类型1719;
Knudsen扩散 。
在有压差条件下膜孔径510nm,无压差条件下膜孔径 550nm时 , Knudsen扩散起主导作用 , 其分离系数为被分离气体相 对分子 。

12、质量 之比的平方根; 表面扩散 。
膜孔壁上吸附分子通过吸附分子的浓度梯度在 表面上进行扩散 ,这一历程中被吸附状态对膜分离性能有一定影响 。
被吸附组分比不被吸附 组分扩为 1 10nm 时表面扩散起主导作用 。
对于气体分离 , 表面扩散比 Knudsen 扩散更为 有用;毛细管冷凝 。
在温度较低的情况下(如接近0 C时) , 每一孔道都有可能被冷凝物组分堵塞而阻止了非冷凝物组分的渗透 ,当孔道内的冷凝物组分流出孔道后又蒸发时 ,就实 现了分离; 分子筛效应 。


稿源:(未知)

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