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首页叔丁醇-水渗透蒸发膜分离研究:实验与模拟
"叔丁醇-水渗透蒸发膜分离法研究 (2003年) - 西安交通大学学报" 这篇论文主要探讨了利用渗透蒸发膜分离技术来处理叔丁醇(tert-Butyl Alcohol, TBA)与水混合物的过程。作者胡龙飞和杨伯伦来自西安交通大学环境与化学工程学院。他们采用了两种不同的复合膜材料,对叔丁醇-水体系的热力学和动力学特性进行了深入分析。 在热力学方面,论文中提到了“增强因子”的概念,这是一个用来评估膜分离性能的关键指标。通过计算增强因子并与实验测得的分离因子对比,研究人员能够初步评估不同膜材料对叔丁醇和水的分离效率。此外,他们还通过对水透过膜的推动力进行分析,计算了活度系数等参数,进一步揭示了分离的极限条件。 在动力学研究中,作者们进行了间歇式恒组成渗透蒸发实验,建立了考虑温度和浓度两个参数的渗透通量方程。通过模拟计算,他们得到了模型预测的渗透通量曲线,并将其与实验数据进行对比,验证了所建立模型的适用性和准确性。结果表明,所提出的模型能较好地描述叔丁醇-水混合物的渗透蒸发过程。 实验结果显示,采用的两种复合膜中,日本产的膜在分离性能上表现出色,能有效地区分叔丁醇和水。同时,他们发现真空度是影响分离程度的重要因素,更高的真空度可以提高分离效率。 这篇论文为叔丁醇-水混合物的膜分离提供了一种有效的方法,并对过程的热力学和动力学特性进行了详尽的研究。这些发现对于优化分离工艺、提高分离效率以及选择合适的膜材料具有指导意义,对化工和环保领域具有实际应用价值。
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第
37
卷第
7
期
西安交通大学学报
Vo
l.
37
NQ7
2003
年
7
月
JOURNAL
OF
XI'
AN
JIAOTONG
UNIVERSITY
Ju
l.
2003
叔丁醇
-7
1<渗透蒸发膜分离法研究
胡龙飞,杨伯伦
(西安交通大学环境与化学工程学院,
710049
,西安)
摘要:用两种复合膜,对渗透蒸发膜法分离叔丁醇-水体系进行了过程的热力学与动力学分析.通过增强因
子的计算并对比实验测定的分离因子,初步探讨了它的分离性能;从水透过膜的推动力着手,通过计算活度
系数等参数,分析了它的分离极限.由间歇式恒组成渗透蒸发实验,建立了温度和浓度双参数的渗透通量方
程,并进行了模拟计算,模拟计算曲线与实验曲线的对比结果表明,模型的适用性较好.从实验结果看,日本
膜的分离性能较好,真空度对分离程度影响很大.
关键词:渗透蒸发;膜分离;叔丁醇;过程模拟
中图分类号
TQ028.8
文献标识码
A
文章编号
0253-987X(2003)07-0719-04
Separation
of
te
时
-Butyl
Alcohol-Water Mixture by Pervaporation
Hu
Longfei
,
Yang
Bolun
C
Sc
hool
of
Environmental
and
Chemical
Engineering
,
Xi'an
]iaotong
University
,
Xi'an
710049
,
China)
Abstract:
Separation
of
tert-butyl
alcohol
CTBA)-water
mixture
by
pervaporation
process
for
two
types
of
composite
membranes
is conducted.
To
investigate
the
performance
of
the
process
, enhance factor is calcu-
lated
and
compared
with
the
separation
factor,
whereby
the
separation
limit is found
out
by
analyzing
the
impetus
of
the
process.
The
dynamic behavior
of
the
process
is
researched
by
batch
experiments
with
a
constant
composition. A numerical model is developed to describe
the
process
by
considering concentration
and
temperature
as
the
operating
parameters.
The
simulation
results
coincide
with
the
experimental
ones
wel
l.
By
comparing
the
above
two
kinds
of
factors
, it
can
be
found
that
the
pervapovation
membrane
made
in
Japan
demonstrates
a
better
suitability.
The
module
vacuum
strongly
influences
the
separation
degree.
Keywords:ρ
ervaporation;membrane
separation ;tert-butyl
alcohol;
ρ
rocess
simulation
符号表
α
分离因子
J
渗透通量,
Kgo
m
一
2
0
S
一
1
上下标
E
增强因子
ρ
密度,
kg/m
3
l
,}
组分
f
逸度
D
扩散系数,
m
2
/s
m
膜
¢
逸度系数
Do
无限稀释时的扩散系数,
m
2
/s
1
膜上游侧
ρ
压力,
Pa
L
膜厚, m
2
膜下游侧
φ
比例因子
w
质量分数
w
水
Y
活度系数
m
质量,
kg
液相
Z
摩尔分数
A
膜面积,
m
2
v
气相
V
体积
,
m
3
t
时间
,
S
s
饱和状态
T
温度,
K
R
阿伏加德罗常数
收稿日期:
2002-09-27.
作者简介:胡龙飞Cl
979~)
,男,硕士生;杨伯伦(联系人)
,男,教授,博士生导师.
基金项目:
国家自然科学基金资助项目
(20176044).
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