膜材料结构特性对污水深度超滤过程的影响

考察了聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺(PA)等6种材质超滤膜的膜材料结构特性,分别以二级处理水为原水,研究了不同膜材料性质对污水深度超滤过程的影响.结果表明,在膜过滤过程中最初的通量衰减主要原因是表面污染而发生膜孔堵塞,造成膜孔密度下降,而过滤后期发生孔径窄化是其通量衰减的主要原因.膜的孔径分布越宽、孔形越规则越易发生膜孔堵塞污染,造成膜孔密度下降,其过滤初期通量衰减会越快;膜孔孔形越不规则越易发生膜孔内部污染,造成膜孔孔径窄化,在过滤末期通量衰减较快.     

聚结层排布对高压天然气净化用滤芯过滤性能影响的实验研究

本工作利用聚结滤芯过滤性能实验装置,通过改变滤芯内部的滤材排布,研究了聚结层为单一滤材以及由不同滤材排布组合的滤芯过滤性能,分析了聚结层排布方式对过滤效率、压降、饱和度及液体分布的影响。结果表明,由单一滤材组成的滤芯过滤效率随滤材孔径减小而增大,但孔径最小时由于压降较高,导致滤芯综合过滤性能反而最差。疏油在前、亲油在后的聚结层排布方式可提高滤芯过滤效率、减少液滴二次夹带,且以两层相同滤材交错排列的滤芯过滤效率比单层滤材交错排列明显更高,压降也相对较低,使得综合过滤性能显著提升。继续增加进气侧的疏油滤材层数可延缓压降增长、提高运行寿命,滤芯稳态品质因子达到最大值(0.30 kPa-1)。聚结层排布方式对滤芯过滤性能的影响主要通过改变液体分布形式而实现,且末层滤材的通道结构变化是导致不同聚结层排布方式的滤芯过滤性能出现差异的主要原因。     

天然气用聚结过滤元件性能的测定与分析

为了评价目前天然气净化用滤芯气液分离性能,利用聚结型滤芯气液过滤性能的检测装置研究了滤芯的放置方式、滤芯的有效厚度及填充密度等相关因素对气液过滤性能的影响。结果表明：在相同条件下,滤芯垂直于地面放置比水平位置放置时排液较顺畅,气液过滤效果较好,并且压降至少降低25%;不同材质滤芯,随着滤芯厚度在6~32mm范围内增加,滤芯稳态压降增加,过滤器出口液滴浓度减小,过滤性能提高;滤芯的填充密度增加,滤芯压降增大,过滤器出口液滴浓度减小。     

聚醚砜和磺化聚醚砜膜结构及性能研究

采用电镜和孔径分布测定仪对自制聚醚砜( PES)和磺化聚醚砜(SPES)膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤牛血清蛋白液(BSA)阻力分布情况.结果表明,PES膜孔径为0.22～0.27 μm,初始纯水通量为642 L·m-2·h-1,过滤质量浓度为1 g·L-1的BSA溶液时平衡通量为30.4～31.9 L·m-2· h-1; SPES膜孔径为5.2～11.1 nm,初始纯水通量为8.1 L·m-2·h-1,质量浓度为1 g·L-1的BSA时平衡通量为3.4～6.9 L· m-2·h-1.过滤时PES膜阻力主要集中在吸附和堵孔阻力,2者相加为总阻力的91.1％;而SPES膜阻力主要集中在膜本身的阻力,为总阻力的41.8％,其次为堵孔阻力,占总阻力的38.3％.经清洗后,PES膜的纯水通量可以恢复到82％,而SPES膜可以恢复到494％.     

不同超滤膜处理二级出水的膜污染机制研究

为探究截留分子量与材质对污染物的去除效果,并分析二者对抗污染性能的影响,使用不同材料(PES、PVDF)和不同截留分子量(50,100 kDa)的超滤膜处理二级出水。结果表明,对于溶解性有机物(DOC)的去除效果,相同材料,截留分子量为50 kDa超滤膜优于100 kDa;100 kDa的超滤膜,PES材料优于PVDF。材料相同,100 kDa超滤膜膜通量下降程度小,反冲洗后,膜通量恢复程度越好,可逆污染占比较大;孔径相同,PES超滤膜的膜通量下降较慢,反冲洗效果更好,不可逆污染更轻。膜污染模型分析中,材料相同,100 kDa膜片对4种污染模型的拟合系数均高于50 kDa,4种污染模型造成的污染更加显著,膜污染过程更加复杂。     

折叠滤芯气液过滤性能测试及优化

采用聚结型滤芯气液过滤性能实验装置,研究了油雾加载率和表观过滤速度对折叠滤芯过滤性能的影响及涂覆粘合剂对折叠滤芯过滤性能的优化作用。结果表明,涂覆粘合剂后,滤材抗张力强度明显增大,滤材孔径减小。随油雾加载率增大,滤芯过滤层液体运移通道数增加,通道压降升高。初始压降随表观过滤速度增加而升高。粘合剂主要凝固在渗透性低的区域,压降变化较小。表观过滤速度增加抑制了二次夹带,折叠滤芯过滤效率升高,而由于粘合剂脱落,涂覆粘合剂的滤芯过滤效率下降。表观过滤速度为0.10 m/s时,随油雾加载率增大,聚结在滤材表面的粘合剂抑制夹带,滤芯过滤效率升高。     

不同超滤膜处理二级出水的膜污染机制研究

为探究截留分子量与材质对污染物的去除效果,并分析二者对抗污染性能的影响,使用不同材料(PES、PVDF)和不同截留分子量(50,100 kDa)的超滤膜处理二级出水。结果表明,对于溶解性有机物(DOC)的去除效果,相同材料,截留分子量为50 kDa超滤膜优于100 kDa;100 kDa的超滤膜,PES材料优于PVDF。材料相同,100 kDa超滤膜膜通量下降程度小,反冲洗后,膜通量恢复程度越好,可逆污染占比较大;孔径相同,PES超滤膜的膜通量下降较慢,反冲洗效果更好,不可逆污染更轻。膜污染模型分析中,材料相同,100 kDa膜片对4种污染模型的拟合系数均高于50 kDa,4种污染模型造成的污染更加显著,膜污染过程更加复杂。     

滤芯过滤器在涂料工艺中的应用

近十几年来,国外已广泛应用深层滤管状滤芯过滤器净化各种液体原料、半成品和成品。近年来国内也有许多行业采用或试用这种设备。我厂从1978年开始试验这种过滤设备,对目前国内试制的几种材质的滤芯进行了比较,并确定在部分半成品的净化中采用这种设备。两年来的使用结果证明,工艺稳定,过滤效果良好。现将情况介绍如下。一、滤芯过滤的原理滤芯过滤属于深层过滤工艺。深层过滤材料是指从外表面层直到内层都同时起着过滤作用的过滤材料。这种过滤层像一套筛孔     

基于微观结构的褶式滤芯拟态化模型及其过滤性能的数值模拟

基于随机多层纤维过滤介质算法建立褶式滤芯三维拟态化结构模型,对褶式滤芯内部气-固两相流动进行数值模拟,计算不同运行参数及结构参数下滤芯的压力损失及过滤效率,并与文献计算值进行比较. 结果表明,压力损失随过滤风速增大呈线性增加;随褶尖角增大,压力损失呈先减小后增加,压力损失计算值与文献计算值吻合较好. 褶尖角和过滤风速一定时,过滤效率随粒径增加先减小后增大,在给出的颗粒直径范围内存在最易穿透颗粒直径(MPPS). 不同过滤风速下,当颗粒粒径小于0.5 mm时,扩散作用使过滤效率随过滤风速增加而减小;大于0.5 mm时,惯性作用使其随过滤风速增加而增加;MPPS随风速增加而减小;本计算值与文献计算值趋势一致. 不同褶尖角下,当颗粒粒径小于1 mm时,扩散作用使过滤效率随褶尖角增大而减小;大于1 mm时,惯性作用使其随褶尖角增大而增加.     

压缩机润滑油雾滤芯过滤性能分析与改进研究

利用现场高压和实验室常压滤芯性能评价装置，对比了不同工况下的滤芯过滤性能，分析了液体物性和油雾浓度对滤芯过滤性能的影响规律，提出了滤芯改进方法并进行了效果验证。结果表明，由于气液相互作用改变，高压下滤芯过滤效率相比常压略低，但常压工况过滤性能变化规律能反映现场实际运行性能。与气体流量相比，液体黏度对中效滤芯的过滤效率影响更大，且滤芯在过滤高黏度液体时才会出现压降的显著上升。油雾浓度对中效滤芯的压降影响受液体黏度控制，高黏度时压降随油雾浓度升高而升高，但低黏度时压降基本不随油雾浓度变化。由于流量对液滴扩散捕集作用的影响，低流量时滤芯对高黏度液体的过滤效率随油雾浓度降低反而升高。通过调整滤芯内部的滤材组成及排布方式，可实现小尺寸液滴的高效捕集，对癸二酸二辛酯液滴的过滤效率相比原滤芯至少提升50%。研究结果对于指导天然气储运过程中滤芯性能提升与机理认识具有重要意义。     

苦楝素酶解法提取液微滤过程的研究

采用微滤膜法对苦楝素酶解法提取液进行分离.优选出PES微滤膜,研究了膜孔径、操作压力、操作温度对微滤性能的影响.结果表明,在微滤膜孔径0.22 μm,操作压力0.12 MPa,操作温度25 ℃条件下,微滤平均渗透速率为49.1 mL/h,苦楝素透过率为73.97%.     

PES中空纤维含哌嗪-氟单体聚酰胺纳滤膜制备及耐氯性能

以聚醚砜(PES)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-PEG200为铸膜液体系,制备了PES中空纤维超滤膜,讨论了空气段间距和芯液组成对PES中空纤维超滤膜的影响。选用PESUFB90中空纤维超滤膜为基膜,以0.5%(w/v)哌嗪(PIP)和0.5%(w/v)2,2-二(1-羟基-1-三氟甲基-2,2,2-三氟乙基)-4,4-亚甲基双苯胺(BHTTM)为水相溶液,0.15%(w/v)均苯三甲酰氯(TMC)为油相溶液,采用界面聚合法制备了PES中空纤维复合纳滤膜,利用SEM、AFM和动态接触角等表征了PES基膜和纳滤膜的性能,讨论了操作压力和盐浓度对PES纳滤膜分离性能的影响,测定了纳滤膜的孔径,考察了膜的耐氯性能。结果表明,界面聚合后PES膜的表面粗糙度提高;PES基膜的接触角大于纳滤膜的接触角,纳滤膜亲水性较好;纳滤膜的有效孔径约为0.5 nm;0.6 MPa下,纯水通量为31.2 LMH,对硫酸盐的截留率在90%以上。此外,经1000 ppm Na Cl O处理18 h后,膜通量和截留无明显变化,显示良好的耐氯性能。     

玻璃纤维作为过滤器中过滤元件的应用前景

过滤作为基本的化工单元操作之一,在化工管路上的应用十分广泛,其主要作用是用于分离流体中的杂质。玻璃纤维是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙等物质烧结拉丝而成的纤维材料,具有较好的空隙率,较大的空气流通量和容尘率,可作为一种优良的过滤元件。玻璃纤维其特有的化学稳定性及耐高温性,是活性炭滤芯,不锈钢滤芯,树脂滤芯,空气滤芯等无法替代的。玻璃纤维作为过滤元件可广泛应用于热氧化性溶液、热强酸性溶液等多种化工物料的过滤操作。随着我国玻璃纤维的产能逐年增加,玻璃纤维过滤器的使用也将越来越普遍。本文通过对玻璃纤维过滤元件的介绍,对玻璃纤维过滤器在化工生产中的应用前景进行了展望。     

[Emim][Tf2N]离子液体支撑膜吸收CO2性能研究

为了研究离子液体支撑膜吸收CO_2的性能,针对CO_2的传统捕获方法造成环境污染、腐蚀设备等缺点,文章选用新型绿色工质离子液体[Emim][Tf_2N]作为CO_2的吸收剂,并负载于PVDF、PES 2种支撑膜上,在压力为0.2 MPa、流量为50 mL/min,温度为298—318 K范围内变化的条件下进行吸收CO_2的实验,并利用渗透系数、溶解度和扩散系数来评定支撑膜的吸收性能,其中溶解度数据采用van′t Hoff方程进行关联,扩散系数数据和渗透系数数据采用Arrhenius方程进行关联。模拟和实验结果表明:CO_2在2种离子液体支撑膜中的渗透系数和扩散系数随着温度的升高而增大,而溶解度随着温度的升高而降低,且PVDF离子液体支撑膜对CO_2的吸收性能优于PES离子液体支撑膜。因此,PVDF支撑膜较PES支撑膜更加适合用于工业应用中。     

不同操作压力下的气液过滤特性分析

根据ISO-12500标准建立了压缩空气滤芯性能检测系统,将操作压力由0.1 MPa升至0.7 MPa,分析了操作压力对亲油型和疏油型两种滤芯内的液体分布、滤材饱和度和过程压降的影响. 结果表明,操作压力对疏油型滤芯的过程压降、液体运移与饱和度有显著影响,操作压力每上升0.2 MPa,滤芯初始压降上升0.32 kPa,各操作压力下滤芯润湿压降(平衡压降与初始压降的差)为4.5~5.1 kPa,0.7 MPa时最后1层滤材饱和度比0.1 MPa时上升了71%,饱和度沿气体流动方向呈凹型分布,小面积润湿区域增多,稳态压降前出现短暂跃升阶段,可能加剧滤芯二次夹带,导致过滤器下游管道内液滴数增多,降低过滤器效率;操作压力对亲油型滤芯的初始压降影响显著,操作压力每上升0.2 MPa,初始压降上升0.39 kPa;操作压力对液体运移与饱和度影响较小,不同操作压力下各层滤材饱和度的分布规律相同,液体分布无明显差异.     

基于阻力的V型褶式滤芯结构参数的响应面法优化

应用计算流体力学方法建立褶式滤芯阻力的二维计算模型,对其气相流场进行了数值模拟,并与文献结果比较. 在此模型基础上,利用响应面法研究了褶高(h)、褶间距(W)和过滤风速(Vf)对V型褶式滤芯阻力的影响,得出了预测模型,并对滤芯结构参数和运行条件进行了优化. 结果表明,滤芯阻力的模拟值和文献计算值变化趋势一致;h, W及Vf对滤芯阻力均有影响,但影响显著性Vf>W>h;滤芯阻力随Vf近似呈线性增大,当Vf一定时,存在最优W值使滤芯阻力最小,且最优W值随h增大而增大;在本研究的各参数范围内,最佳结构参数h=25 mm, W=10.899 mm,最佳运行参数Vf=0.005 m/s.     

膜生物反应器处理难降解印染废水的膜污染微观特性研究

通过对0.22、0.65、1.2μm的混合纤维素膜和聚偏氟乙烯(PVDF)膜过滤难降解印染废水的对比试验,分析了膜生物反应器处理难降解印染废水时通量下降的影响因素.结果表明,在操作压力0.2MPa、膜面流速4m/s、温度28℃的条件下,孔径为0.22μm的膜稳定通量最高,孔径为1.2μm的膜稳定通量最低;同时,在运行时间相同的条件下,聚偏氟乙烯膜的耐污染能力优于混合纤维素膜.     

无机膜错流微滤技术在菠萝汁澄清中的实验研究

无机膜具有耐高温、耐腐蚀、机械强度大、耐微生物侵蚀等特性,广泛应用在液体分离领域。将膜技术和错流过滤技术相结合是目前膜分离领域的热点。本文以平均孔径为0.22滋m的平板无机Ni膜为过滤介质,对菠萝汁在错流过滤状态下进行了澄清实验,通过考察膜的渗透通量以及菠萝汁过滤前后的粒度分布情况,初步研究了无机Ni膜在错流过滤状态下的过滤性能。     

孔径梯度分布对亲油型滤材气液过滤性能的影响

在天然气净化、大型旋转机械曲轴箱通风和压缩空气过滤等领域,气液聚结过滤器具有广泛的应用。利用滤材过滤性能实验装置,分析了气液过滤过程中不同孔径梯度分布的亲油型滤材的压降、穿透率和饱和度变化,比较了其过滤性能、内部液体分布特性以及对液滴二次夹带现象的影响。结果表明：在气液过滤过程“通道压降”阶段,孔径递增滤材压降和0.8 μm以上液滴穿透率的变化曲线具有明显的分层特征。不同孔径梯度分布滤材的稳态过滤性能存在明显差异,主要原因是滤材内部存在液体运移通道的传递现象。通过与孔径递减和孔径均匀分布滤材的稳态过滤性能对比,发现孔径递增滤材在保证较低压降的同时具有最高的品质因子,有利于减少液滴二次夹带现象的发生,且对0.8 μm以上不同粒径液滴均具有最高的过滤效率,即孔径递增滤材在气液聚结过滤器设计中更具优势。     

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

为探究高压工况下天然气滤芯的过滤性能变化规律及影响因素,选取了四种规格的滤芯为研究对象,开展了现场实验和实验室性能测试。发现在现场运行410 d后,四种滤芯的压差平均增长约20%,在相同气固过滤实验条件下压差增长速率更大,而四种滤芯的过滤效率和品质因子的差异相对缩小。高压工况下过滤材料压缩了7%~31%,大量颗粒嵌入过滤材料或沉积在表面,各过滤层的透气度普遍下降,而抗拉强度均有所上升。结果表明,选用孔径分布均匀的纤维材料、过滤精度梯级设计的复合材料,对过滤层打褶以及采用导流式骨架,均有助于滤芯在高压运行工况下长周期稳定可靠运行。