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PP/POE共混体系中空纤维膜的制备和应用研究

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PP/POE共混体系中空纤维膜的制备和应用研究

作者：刘天宇天津科技大学

学位级别：硕士

膜蒸馏作为新型膜分离技术,可利用工厂余热等廉价能源进行脱盐过程,可去除非挥发性污染物或回收其他组分。在膜蒸馏过程中,进料液中的易挥发组分穿过多孔疏水膜在冷凝侧被冷凝收集,实现了非挥发性溶质和高纯度的馏出液的回收。多孔疏水... 详细信息

膜蒸馏作为新型膜分离技术,可利用工厂余热等廉价能源进行脱盐过程,可去除非挥发性污染物或回收其他组分。在膜蒸馏过程中,进料液中的易挥发组分穿过多孔疏水膜在冷凝侧被冷凝收集,实现了非挥发性溶质和高纯度的馏出液的回收。多孔疏水膜作为热料液测与冷凝侧的隔离屏障在蒸馏过程中起着至关重要的作用。热致相分离（TIPS）法制备的中空纤维膜膜具有渗透性能好、孔径可调、孔径分布窄、机械性能高等优点。中空纤维膜凭借着高比表面积、高膜组件回收率等特点,在大多数膜分离工程领域得到广泛应用。本文以TIPS法为原理,设计调试一套稳定连续,操作简单的中空纤维膜生产系统,制备出聚丙烯系列中空纤维膜。选用POE（乙烯-辛烯共聚物）作为PP韧性共混改性材料,探究最佳的POE添加量,稀释剂混合比、固含量对于中空纤维膜的影响;并对中空纤维膜的形貌、疏水性、孔隙率、平均孔径及孔径分布、透气性、机械性能等进行表征;并通过调整操作时间、进料温度、进料流量等参数进行真空膜蒸馏（VMD）实验探究。主要内容与结论如下:（1）连续法制备iPP中空纤维膜的实验中,探究稀释剂混合比对于膜性能的影响。随着混合稀释剂中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）含量逐渐增大,稀释剂与聚合物之间的相互作用逐渐减弱,L-L相分离过程中聚合物贫相液滴生长速率加快,聚合物富相形成连续性蜂窝状的膜孔结构。随着DBP含量的增加,iPP中空纤维膜平均孔径由0.1896μm 增大到 0.2243 μm;透气性也由 0.4120 L/（cm2·min）增大到了 0.5318 L/（cm2·min）;孔隙率由69.6%增加到74.0%;机械强度由3.1 MPa增加到6.5 MPa;最大伸长率可由15%可增加至140%左右,通量逐渐由13.40 kg·m-2·h-1增加到了 15.35 kg·m-2·h-1。当DBP:豆油比例为7:3时,iPP中空纤维膜的性能最好。（2）连续法制备了 iPP中空纤维膜的实验中,随着铸膜液体系固含量的增大,胞孔状膜结构变得致密,孔隙率、孔径、透气性都逐渐减小,但其机械性能与最大伸长率增加。通量从由14.95 kg·m-2·h-1减小到1.54 kg·m-2·h-1。iPP中空纤维膜进行VMD实验,运行近55 h后通量处于动态平衡状态,未出现润湿或渗漏现象。（3）选用POE（乙烯-辛烯共聚物）作为PP韧性共混改性材料,连续制备PP/POE中空纤维膜。POE添加最佳含量为15%,共混膜的水接触角提高8.5%;平均孔径提高24.83%;透气性与孔隙率也有所提高。共混膜的通量从8.36 kg·m-2·h-1增加到了 12.60 kg·m-2·h-1,提高50.72%。选用POE后,共混中空纤维膜的韧性增加,改善了 PP材料脆性,提高了共混中空纤维膜的机械性能。共混膜的拉伸强度提高了 12.82%;最大伸长率提高了 51.89%。（4）连续制备了 PP/POE中空纤维膜,混合稀释剂为DBP:豆油=7:3,固含量为28%的PP/POE中空纤维膜性能最佳。共混膜的水接触角为117°,平均孔径为0.2175μm,透气性为0.4477 L/（cm2·min）,孔隙率为74.08%,拉伸强度为8.49 MPa,最大力为11.79N,最大伸长率为122%。进行VMD实验,运行近45 h后通量处于动态平衡状态,渗透通量为16.59 kg·m-2·h-1,截留率均保持在99.9%以上,说明PP/POE中空纤维膜的性能良好,使用寿命长;探究了固含量对于PP/POE中空纤维膜的影响。随着固含量逐渐增加,平均孔径、透气性、孔隙率、渗透通量分别下降,其机械强度增加。（5）探究了操作参数对于VMD过程的影响。随着进料流量由6 L/h增大到30 L/h时,膜内壁会形成剧烈的湍流流动,从而减弱浓差极化及温差极化对传质传热过程的影响,共混膜的VMD通量由11.31 kg·m-2·h-1逐渐增大到17.86 kg·m-2·h-1。随着进料温度由30℃增加到80℃时,膜两侧蒸汽压差逐渐增加,提高VMD过程的推动力,VMD 通量由0.35 kg·m-2·h-1 增大到 18.36 kg·m-2·h-1。

关键词：中空纤维膜聚丙烯 POE含量热致相分离真空膜蒸馏

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石化高盐废水试验研究

石化技术 2018年第5期25卷 1-3页

作者：赵鹏中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京100013

采用除硬+浸没式微滤+真空膜蒸馏的工艺流程对石化高盐废水处理进行了试验研究。结果表明:预处理方法去除水中的悬浮物和浊度,减少了后续膜蒸馏系统的结垢倾向,保证了膜蒸馏的进水水质。确定了真空膜蒸馏的最佳工艺参数,并重点考察了膜... 详细信息

采用除硬+浸没式微滤+真空膜蒸馏的工艺流程对石化高盐废水处理进行了试验研究。结果表明:预处理方法去除水中的悬浮物和浊度,减少了后续膜蒸馏系统的结垢倾向,保证了膜蒸馏的进水水质。确定了真空膜蒸馏的最佳工艺参数,并重点考察了膜组件装填密度对真空膜蒸馏产水膜通量和出水水质的影响。研究发现膜组件装填密度的增加,有助于组件总产水量提高,但降低了产水通量。因此,在真空膜蒸馏过程中必须综合考虑膜通量和系统产水量,选择适宜的组件装填密度。

关键词：除硬浸没式微滤真空膜蒸馏高盐高硬度

Hyflon AD60/PVDF复合膜的制备及其膜蒸馏性能研究

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Hyflon AD60/PVDF复合膜的制备及其膜蒸馏性能研究

真空技术在海水淡化领域的应用现状与发展趋势(三)

第五届全国膜分离技术在冶金工业中应用研讨会

作者：崔朝亮汪朝晖童大庆汪效祖南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室国家特种分离膜工程技术研究中心

在膜蒸馏过程中,疏水性是避免膜孔润湿的重要性能之一。本文在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面涂覆新型聚合物Hyflon AD60,制备了高疏水性Hyflon AD60/PVDF复合膜,并研究了其膜蒸馏(MD)性能。考察了Hyflon AD60浓度、涂覆时间、热处理温度及热... 详细信息

在膜蒸馏过程中,疏水性是避免膜孔润湿的重要性能之一。本文在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面涂覆新型聚合物Hyflon AD60,制备了高疏水性Hyflon AD60/PVDF复合膜,并研究了其膜蒸馏(MD)性能。考察了Hyflon AD60浓度、涂覆时间、热处理温度及热处理时间对复合膜结构和真空膜蒸馏(VMD)性能的影响.结果显示,PVDF膜的疏水性大幅提高,真空膜蒸馏性能得到明显加强。采用35 g/L的NaCl溶液,在0.09 MPa真空度,进水温度70℃条件下,Hyflon AD60/PVDF中空纤维复合膜的水通量和盐截留率分别达到10 kg/(m·h)和90%以上,并且能够长期保持稳定,显示了良好的真空膜蒸馏性能.

关键词： Hyflon AD60 PVDF 复合膜真空膜蒸馏

来源： cnki会议评论

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真空 2015年第6期52卷 65-69页

作者：王德喜谢元华徐成海沈阳工业大学化工装备学院辽宁辽阳111003 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

海水淡化技术发展前景广泛。海水淡化的理论、工艺方法、设备研究都是需要深入研究的课题。本文主要综述真空技术在海水淡化领域里的应用、现状和发展方向,讨论大规模从海水生产淡水的有关问题。

关键词：真空蒸馏真空膜蒸馏海水淡化

PVDF复合膜在循环冷却排污水回用处理中的应用

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能源环境保护 2012年第6期26卷 32-35页

作者：李福勤吕晓龙天津工业大学生物化工学研究所天津300160 河北工程大学城建学院邯郸056038

采用自制PVDF亲水/疏水性复合膜,对循环冷却排污水回用处理进行真空膜蒸馏实验。结果表明:膜通量随原水温度和冷侧真空度提高而明显上升,在原水温度70℃、冷侧真空度0.09 MPa、料液流速4 cm/s条件下,膜通量达到19.65 L/(m2.h);原水温度... 详细信息

采用自制PVDF亲水/疏水性复合膜,对循环冷却排污水回用处理进行真空膜蒸馏实验。结果表明:膜通量随原水温度和冷侧真空度提高而明显上升,在原水温度70℃、冷侧真空度0.09 MPa、料液流速4 cm/s条件下,膜通量达到19.65 L/(m2.h);原水温度、冷侧真空度对产水电导率影响较小,系统的产水电导率稳定在5μS/cm左右,除盐率保持在99.8%以上;随着浓缩倍数的增加,膜通量逐渐降低,产水电导率有所上升;采用药剂软化预处理,有利于提高膜通量和高浓缩倍数下的稳定运行;自制PVDF复合膜表面疏水性(接触角130°)强,膜通量大,产水水质优良、机械强度(爆破强度0.54 MPa,抗拉强度26.8 MPa)大,用于循环冷却排污水回用处理中实用性较强。

关键词： PVDF复合膜循环冷却水真空膜蒸馏膜通量机械强度

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有机废水中盐含量对膜蒸馏处理性能的影响

当代化工 2010年第6期39卷 658-660页

作者：谢林中国昆仑工程公司北京100037

采用真空膜蒸馏技术对高盐有机废水进行浓缩回收。考察了废水进料温度、真空度、进料流速、废水盐度、废水的进料方式等因素对膜通量和截留率的影响。结果表明,在常压循环方式进料,透过侧真空度0.04～0.095 MPa,进料温度为30～80℃,进... 详细信息

采用真空膜蒸馏技术对高盐有机废水进行浓缩回收。考察了废水进料温度、真空度、进料流速、废水盐度、废水的进料方式等因素对膜通量和截留率的影响。结果表明,在常压循环方式进料,透过侧真空度0.04～0.095 MPa,进料温度为30～80℃,进料流量为40～160 L/h的条件下,通过实验设计的膜蒸馏过程,可以将质量分数为10%盐度的有机废水,COD>7 500×10-6,浓缩至质量分数为30%盐度的有机废水,透过水的盐度<0.01%,COD<20×10-6,通过盐结晶方法去除相应有机物后,可获得纯度较高的工业盐。

关键词：真空膜蒸馏通量截留率有机废水

真空技术在海水淡化领域的应用现状与发展趋势(二)

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真空 2015年第4期52卷 75-78页

作者：王德喜谢元华徐成海沈阳工业大学化工装备学院辽宁辽阳111003 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004

关键词：真空蒸馏真空膜蒸馏海水淡化

聚丙烯微孔膜浓缩反渗透海水淡化浓盐水的研究

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聚丙烯微孔膜浓缩反渗透海水淡化浓盐水的研究

中国环境科学学会2009年学术年会

作者：陈利沈江南蒋飞燕林龙周露明浙江工业大学化学工程与材料学院

采用聚丙烯微孔膜对反渗透海水淡化浓盐水进行真空膜蒸馏的研究。考察了膜下游真空度、反渗透海水淡化浓盐水入口温度、流速对膜通量及截留率的影响。结果表明,真空度增大,膜通量和截留率呈增长趋势。料液温度升高,膜通量增加,截留率呈... 详细信息

采用聚丙烯微孔膜对反渗透海水淡化浓盐水进行真空膜蒸馏的研究。考察了膜下游真空度、反渗透海水淡化浓盐水入口温度、流速对膜通量及截留率的影响。结果表明,真空度增大,膜通量和截留率呈增长趋势。料液温度升高,膜通量增加,截留率呈减少趋势。料液流速增加会使通量增加,截留率呈减少趋势,但影响相对不大。本实验条件下最佳截留率可达99.99%,表明利用真空膜蒸馏技术可有效实现反渗透海水淡化浓盐水的浓缩。

关键词：真空膜蒸馏聚丙烯中空纤维膜反渗透海水淡化浓盐水

来源： cnki会议评论

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一种聚丙烯中空纤维疏水膜及其制备和应用

合成树脂及塑料 2015年第4期 84-84页

本发明涉及的用于内压式真空膜蒸馏的聚丙烯中空纤维疏水膜的制备方法包括:1)在带有搅拌装置的纺丝釜中加入聚丙烯和稀释剂,加热至175;00℃,并在真空条件下搅拌0.5;.0 h,得到铸膜液;2)采用单螺杆挤出机将铸膜液输送

关键词：聚丙烯聚烯烃中空纤维疏水膜真空膜蒸馏