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减压膜蒸馏浓缩硫酸溶液的探索研究(2) PDF转Word文字

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发布时间:2014-04-15 08:00   浏览次数:

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3. 2 料液温度对膜蒸馏通置的彩响
从图3,4可以看出,在戚压侧真空度、料液 浓度相同时,膜蒸馏通量随着料液温度的上升 而增大。
料液温度升高,料液侧膜茴硫酸溶液的平 衡水蒸汽压升高,即込增大,而减压侧压强尸2 不变,故推动力增大,所以膜蒸馏通量增 208 大。
3. 3 料液硫鲅浓度对膜蒸懼通量的影聃
如图5所示,在减压侧真空度、料液瀛度相 同时,膜蒸馏通量随著料液硫酸浓度的升离西 降低,料液浓度升高,从两个方面引起料液俩縝 面硫酸溶液的平衡水蒸汽压下降•其一为料 液浓度升高,引起硫酸溶液的平衡水蒸汽压下 降,引起Λ下降。其二为料液浓度的升离导致 料液粘度的增大,致使料液的流动状況变塞.,使 料液主体向膜面的传质和传热阻力增大*加颶 了膜蒸馏过程的温度极化和浓度扱化,使料液 侧膜面硫酸溶液的温度降低、硫酸浓度升离,引 起Λ的进一步下降。
3. 4膜两俩水蒸汽压差与膜蒸馏通量的关冢
膜两侧水蒸汽压差ΔΡ是膜蒸《过程的推 动力。根据实验结果,以主体料液的平衡水蒸汽 压(表观巧值)代替料液侧膜面殖酸溶液的平 衡蒸汽茁Λ计算ώΡ,将通量J对ΔΡ作茁,结
果如图6,7,8所示。
35

Ο 5 10 iS 20 25
乐强兹ΛΡ (kPa)
图6 ΔΡ与通量的关系 (浓度为2mol/L>
0 5 0 5 0 5 0 3 2 2 1 1
Μ VSJO/胡爾


10 20
氐强差ΔΡ(Κ^)
围7 ΔΡ与通量的关系
(浓度为3raol/L>
0 5 0 5 0 5 0
3 2 2 1 1
Γ一 Γ 3»5s»f{

压强差ΔΡ(Κρ•)
面8 ΔΡ与通量的关系 (浓度为4mol/L}
从图6,7,8可以看出,当料液浓度一定时, 縝蒸馕通*与ΔΡ的关系是一条通过原点的直 线•这条直线的斜率《著料液《酸浓度的升高 而酶低•
按照式(1>和式(2),图S,7,8中直线的斜 率即为Κ• νΉ•根据式(2),Κ»与料液琉酸浓 度无关,而实韃结采却显示直线的斜率随料液 硫酸浓度的升离而降低•其中的原因主要是在 J对通量ΔΡ作图时,料液捆膜面硫黢溶液的平 衡蒸汽是以主体料液的平衡水蒸汽压来 代替的•由于濉度极化和浓度极化的影响,巧 的实际值比表规值要小,料液*酸浓度越高,其 被度«大,料液流动状况越差,因而®度极化和 浓度极化越彊烈,因此料液浓度越高Λ的实际 值与表观值的差值耽越大,实际4Ρ与表观ΔΡ 相比就越小,故在縝蒸馆通量J对表观ΔΡ作 图时,其斜率也耽小•
3•$臑蒸1«过種中酸的截留率
在实驗中还考察了碱压胰蒸馏浓缩琉酸溶 液过程中酸的截留率,结果发现该过程的酸的 截留率很大•所有实验的酸的截留率均大于 98分,并且还发现《的截留率与过程的膜蒸馏 通貴息息相关•通常情况下,当謨蒸馏通量大于 5fcg • τη-* • h-i时,所得蒸馆液的PH值均稳定 在6左右,黢的截留率接近100%}而当膜蒸馏 逢量小于5fcg • • h—时•蒸馆液则会出现
虽酸性的淸况,且其pH值有®膜蒸馏通薰的 縝小面降低的趋势,pH值最低时可小于1,即 酸的*留率«軀蒸燴通量的降低而减小β
由此可见,通过提离減压衡其空度、升高料 液温度等措施不仅有利于增大膜蒸慯通量,而 且还有利于酸的截留率的提高•当膜蒸馕通量
达到一定值后,该过程可使琉酸达到100%的 截留。
4结论
以PTFE嫌孔臛为膜材料,在平扳型膜蒸 信器中对减压膜蒸馏浓缩硫酸溶液探索研究, 考察了料液溫度、浓度及减压倒真空度对雇蒸 馏过程的影响,根据实验结果,可得如下结论:
1.减压膜蒸馏可对琉酸溶液进行有效的 浓缩。
'2.减压腆蒸馏浓缩硫廉的通*随料液温 度、《压侧真空度的增加而增加,随料液浓度的 升高而降低。通过控制适当的搡作条件,减压腠 蒸馕可获得的通置远比其它膜蒸馆方式浓缩碴 酸可获得的通量大•
3-减压膜蒸馏浓缩硫睃过程的酸的截留 皁与通纛相关,在膜蒸馆通量较大的情况下,酸 的截留率可达100%,
参考文献
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