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氣－液膜接觸器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其傳質(zhì)性能研究 |
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| 【中文關(guān)鍵詞】 | 中空纖維膜 氣－液膜接觸器 膜氣體吸收 海水煙氣脫硫 |
| 【摘要】 | 以海水作為吸收劑，采用模擬煙氣，對氣－液膜接觸器進行傳質(zhì)性能評價試驗，考察其工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣液介質(zhì)流動速率及方式、氣液壓差、煙氣ＳＯ２濃度等因素對傳質(zhì)系數(shù)、脫硫率及膜效用的影響．試驗表明，在氣相壓力較低情況下，氣液流速、氣液壓差對總氣相傳質(zhì)系數(shù) 影響明顯，而煙氣ＳＯ２ 濃度的影響可忽略不計．適當(dāng)提高膜接觸器的填充密度，增加膜吸收級數(shù)，采用錯流模式的氣液流動方式，均可改善煙氣流場分布，增大有效傳質(zhì)面積，提高膜效用．與傳統(tǒng)吸收塔相比，新型膜氣體吸收裝置的氣液兩相獨立控制，可靈活應(yīng)對煙氣濃度變化對脫硫穩(wěn)定性的影響，同時具有低氣阻、耐污染、規(guī)模可線性放大等優(yōu)點，工業(yè)化應(yīng)用前景廣闊． |
| 【部分正文預(yù)覽】 | 膜氣體吸收（ＭＧＡ）是一種利用中空纖維微孔膜實現(xiàn)氣－ 液（Ｇ－Ｌ）接觸操作的高效靈活的方法．與傳統(tǒng)氣體吸收器相比，ＭＧＡ技術(shù)的優(yōu)點是設(shè)備緊湊、重量輕，且裝置可模塊化集成，操作控制便捷．在ＭＧＡ過程中，氣－液兩相可獨立控制，流動速率控制范圍寬，無液泛、溝流、泡沫夾帶等現(xiàn)象［１－３］．以往ＭＧＡ 過程多采用平流式（ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ）中空纖維膜接觸器，其結(jié)構(gòu)沿用了液體分離膜組件的特征，即一束膜纖維被澆鑄在管狀外殼內(nèi)，盡管采用中心管、擋板、膜纖維編織等設(shè)計，但仍然存在殼程介質(zhì)流動條件不確定，導(dǎo)致流體分布不均勻等弊端．操作過程存在氣阻大，進氣壓力高，能耗較大，傳質(zhì)效率不穩(wěn)定等問題［４］．Ｉｖｅｒｓｅｎ等指出，氣體壓降與膜阻力成正比，ＭＧＡ 過程主要運行成本正是維持氣體壓力的費用［５］．本文針對燃煤鍋爐煙氣壓力低及煙塵污染等問題，以膜吸收法海水煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用為目標(biāo)，進行膜接觸器工藝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及傳質(zhì)性能評價試驗，即采用矩形結(jié)構(gòu)和錯流模式（ｃｒｏｓｓ ｆｌｏｗ）設(shè)計，為中空纖維膜最大限度地提供均布的可能性，使氣液兩相流體分布更加合理，從而提高傳質(zhì)效率和傳質(zhì)過程的穩(wěn)定性．新型氣－液膜接觸器氣阻低、傳質(zhì)效率高、耐污染，突破了ＭＧＡ 用于燃煤煙氣處理的技術(shù)瓶頸，為工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)． |
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