膜法空氣除濕的研究與進(jìn)展(3)
3 除濕膜的形態(tài)和特性
除濕膜的形態(tài)基本有兩種:平板式和中空纖維式。平板式膜的制備工藝比較簡單,適宜于在實(shí)驗(yàn)室手工制作;用在工藝上時(shí)對(duì)流體的阻力小,結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便。目前在實(shí)驗(yàn)室制備的大部分膜都是平板膜。
一般來講,膜分離過程的傳質(zhì)速率較小,尤其是在反滲透、氣體分離及滲透汽化過程中,由于膜中致密活性層的存在,傳質(zhì)速率非常低。為了滿足實(shí)際工業(yè)過程中處理大量物料的需要,發(fā)展了中空纖維,與平板膜相比,中空纖維具有如下優(yōu)點(diǎn)[22]:
?、倌こ首灾谓Y(jié)構(gòu),無需另加其它支撐體,可大大簡化組裝成膜組件時(shí)的復(fù)雜性;
?、谥锌绽w維組件具有很高的裝填密度,它可以提供很大的比表面積。如0.3m2的中空纖維組件可以提供500m2的有效膜面積,而同樣條件下的平板膜組件為20m2,管式膜組件為5 m2。
?、壑噩F(xiàn)性好,放大容易。一般情形下,對(duì)于中空纖維膜組件,實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的膜組件與工業(yè)規(guī)模的膜組件相比,其中的流動(dòng)形式與分離效果差別不大。
所以,采用中空纖維膜時(shí),可以用很大的膜面積抵消膜過程中傳質(zhì)速率低的弱點(diǎn),從而給膜分離技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供了有利條件。它的缺點(diǎn)是制備工藝復(fù)雜,如果是液體還要對(duì)料液進(jìn)行預(yù)處理,以防堵塞。
4 結(jié)論
膜法除濕作為一種新的除濕方法,具有傳統(tǒng)除濕方法的不具有的許多優(yōu)點(diǎn),如除濕過程連續(xù)進(jìn)行,無腐蝕問題,無需閥門切換,無運(yùn)動(dòng)部件,系統(tǒng)可靠性高,易維護(hù),能耗小,維護(hù)費(fèi)用低等。
有機(jī)強(qiáng)化傳濕,應(yīng)盡量增大膜兩側(cè)的壓力差。具體系統(tǒng)方案可采用壓縮法、真空法、吹掃氣法及混合法。這些方法都必須在膜兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力差,將對(duì)膜的強(qiáng)度提出很高要求。另外,對(duì)泵等設(shè)備也有較高要求。如果能在膜兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)溫差,靠膜造成的濃度差來實(shí)現(xiàn)傳濕,則將克服這些不利因素,這將是一種新型的除濕模式。
有機(jī)高分子聚合物膜、無機(jī)膜和液膜都能用來除濕。有機(jī)高分子聚合物膜具有較高的水蒸氣透過度和選擇度。無機(jī)膜具有耐熱、耐化學(xué)腐蝕的優(yōu)點(diǎn)和良好的機(jī)械強(qiáng)度,特別適合于高溫氣體分離和化學(xué)反應(yīng)過程。目前實(shí)際使用的無機(jī)膜孔徑多在0.1~1um。陶瓷膜由于多孔,滲透選擇性較差。
沸石具有規(guī)則孔道,孔徑(0.3~1.2nm)可調(diào),其表面吸附性能、酸感性能及催化性能可因此而發(fā)生顯著變化,如果將分子篩以膜形式加以利用,將其用來調(diào)整多孔材料的孔道結(jié)構(gòu)和尺寸,使之能獲得孔徑小于1nm的無機(jī)膜,并能用于高溫氣體分離、空氣除濕、滲透蒸發(fā)等分子水平的分離過程,可以實(shí)現(xiàn)氣相分離的連續(xù)進(jìn)行。因此分子篩膜成為近年來研究的特點(diǎn)。
總的說來,除濕膜還存在透濕率低、強(qiáng)度差、成本高的缺點(diǎn)。今后隨著膜材料和制膜工藝的研究進(jìn)展,膜空氣除濕必將研究會(huì)調(diào)及其它領(lǐng)域取得更大的發(fā)展。
5 參考文獻(xiàn)
1 Tasaka M, Futamura H. The effect of temperature on thermoosmosis. J Membrane Sci, 1986, 28: 183 - 190.
2 Wang K L, et al. Hollow fiber air drying. J Membrane Sci, 1992 , 72 : 231-244.
3 Cussler E L, et al. Air drying with hollow fiber. AICHE Sep Div Topical Conference, Miami, FL, November, 1992: 866.
4 Jansen A E, et al. Methods to improve flux during alcohol/water azeotrope separation by vapor permeation. J Membrane Sci, 1992, 68: 229-239.
5 Podder T K and Sirkar K K. A hybrid of vapor permeation an membrane-based absorption-stripping for VOC removal and recovery from gaseous emissions. J Membrane Sci, 1997, 132: 229-233.
6 許中強(qiáng),陳慶齡,滲透蒸發(fā)膜及其在酯化反應(yīng)過程中的應(yīng)用,化工進(jìn)展,1996,(55):41 - 44
7 Pinnau I, Toy L G. Transport of organic vapors through poly (1-trimethylsily-1-propyne). J Membrane Sci, 1996, 116: 199-209.
8 Okuno H, et al. Sorption and permeation of water and ethanol vapors in poly (vinylchloride) membrane. J Membrane Sci, 1995, 103: 31-38.
9 Qiu M M, Hwang S T. Continuous vapor-gas separation with a porous membrane permeation system. J Membrane Sci, 1991, 59: 53-72.
10 Pan C Y, et al. Permeation of water vapor through cellulose triacetate membranes in hollow fiber form. J Applied Polymer Sci, 178, 22: 2307-2323.
11 Bonne U, et al. Membrane dehumidification, US Pat, 4915838, 10 Apirl 1990.
12 Cha J S , et al. Removal of water vapor and VOCs from nitrogern in a hydrophilic hollow fiber gel membrane permeator. J Membrane Sci, 1996, 119: 139 - 153.
13 刑丹敏,等,聚硯中空纖維膜法空氣除濕的研究,膜科學(xué)與技術(shù),1997,17(2):38-42。
14 彭曦,等。碘化聚芳醚砜與可溶性聚酰亞胺共混材料制備氣體除濕膜。膜科學(xué)與技術(shù),1997,17(1):42 - 46。
15 王安來,等。脂肪醛與聚乙燃醇縮合膜透濕透氣性的研究。膜科學(xué)與技術(shù),1990,10(2):32- 36。
16 徐南平,時(shí)多,無機(jī)膜的發(fā)展現(xiàn)狀與啟示,化工學(xué)報(bào),1998,49:58-63。
17 Asaeda M, Du L D. Separation of alcohol/water gaseous mixtures by thin ceramic membrane. J Chem Engng, Japan, 1986, 19: 72 - 77.
18 Chen S H, et al. Sorption and transport mechanism of gases in polycarbonate membranes. J Membrane Sci, 1997, 134: 143 - 195.
19 Aranda P, et al. Water transport across polystyrene-sulfonate/alumina composite membranes. J Membrane Sci, 1995, 99: 185 - 195.
20 王金渠,李錚,A型沸石膜的制備及其在氣體脫濕中的應(yīng)用。膜科學(xué)與技術(shù),1998,18(2):54-58。
21 Deetz D W. Stabilized ultrathin liquid membranes for gas separations. ACS Syp Ser, 1989, 347, Chap 11.
22 王保國,蔣維鈞,中空纖維膜的研究現(xiàn)狀與發(fā)展,化工進(jìn)展,1994,2:39-43。
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