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膜科学与技术 2022年第2期42卷 95-102,116页

作者：李天伦王伟石文华贺高红肖武大连理工大学精细化工国家重点实验室膜科学与技术研究开发中心大连116024 辽宁庆阳特种化工有限公司辽阳111000

通过对气体分离的中空纤维膜分离器几何结构、材料特性和工艺分析,确定了封装胶黏剂失效、腐蚀性气体和操作温度过低等12个基本事件,以及密封失败、壳体被腐蚀和膜丝失效等9个中间事件;以膜分离器失效为顶事件,利用故障模式机理和模糊... 详细信息

通过对气体分离的中空纤维膜分离器几何结构、材料特性和工艺分析,确定了封装胶黏剂失效、腐蚀性气体和操作温度过低等12个基本事件,以及密封失败、壳体被腐蚀和膜丝失效等9个中间事件;以膜分离器失效为顶事件,利用故障模式机理和模糊集合理论,建立了模糊故障树模型.设计了基本事件发生概率专家调查表,遴选了10位专家的反馈意见,将三角形模糊数和梯形模糊数相结合,利用相似度聚合法计算获得基本事件的发生概率.通过对故障树模型的定性分析,确定了最小割集和最小径集,并对基本事件的结构重要度进行了排序.基于故障树最小割集的F-VI和RRW的排名计算,确定了重要度最高的最小割集为MC9(有机溶剂蒸汽凝结),重要度最低的最小割集为MC6(膜丝溶胀).通过对模糊故障树模型进行定量分析,经计算得顶事件气体膜分离故障的概率为3.285%,符合经验值.对基本事件进行了结构重要度、概率重要度和临界重要度分析和排序,确定了排名前三的基本事件依次是除雾器故障、操作压力过高、有机凝液致胶黏剂溶解.

关键词：中空纤维膜分离器可靠性故障树分析模糊集理论专家意见法

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中空纤维膜分离器封头胶粘剂的研制

中空纤维膜分离器封头胶粘剂的研制

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作者：王静大连理工大学

学位级别：硕士

气体膜分离技术因能耗低、操作容易等优点,广泛用于石油、天然气等化工领域。中空纤维膜分离器因填充密度高且适合高压操作等特点适用于有机蒸汽分离。目前中空纤维膜分离器封头是由胶粘剂密封制成,封装的中空纤维膜表面常涂覆硅橡胶涂... 详细信息

气体膜分离技术因能耗低、操作容易等优点,广泛用于石油、天然气等化工领域。中空纤维膜分离器因填充密度高且适合高压操作等特点适用于有机蒸汽分离。目前中空纤维膜分离器封头是由胶粘剂密封制成,封装的中空纤维膜表面常涂覆硅橡胶涂层,组装工艺为先涂层后组器。胶粘剂的粘接对象为硅橡胶涂层,而硅橡胶涂层因为比表面能小不易被粘合,且中空纤维膜分离器需要在长期在高压下操作以及有机蒸汽环境下使用,所以常规的胶粘剂难以胜任。因此,封头胶粘剂必须具备如下要求：（1）高粘接强度。这是保证胶粘剂与膜丝、器壁进行有效粘接的基本要求;（2）粘度较低。粘度过高会使胶体无法有效浸润中空纤维膜表面,密封时易气泡和缺陷,导致膜分离器漏气;（3）具有良好的耐温、耐压和耐有机溶剂性。保证膜器在一定的温度、压力下可供使用。针对中空纤维膜分离器封头胶粘剂的特殊要求,本文通过实验设计,研制出环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂两种类型胶粘剂,均适用于中空纤维膜分离器封头要求。其中,聚氨酯改性环氧树脂型封头胶粘剂的粘接强度高达31MPa。本文主要研究内容如下：首先,为了改善粘接性和粘度要求,选用曼尼希反应改性1,6-己二胺方法合成固化剂,通过考察固化剂、增韧剂和偶联剂对胶粘剂配方性能的影响,确定配方选用D230与改性胺混合作为固化剂,聚硫橡胶（PS）为增韧剂,KH560为偶联剂,制备环氧树脂型封头胶粘剂,胶体的拉伸、弯曲、压缩强度分别为65.56MPa,101.21MPa,81.72MPa。用粘度测试方法考察其适用期（胶粘剂配制后维持可操作性能的时间）为60分钟。然后,为了进一步提高胶粘剂的粘结强度和韧性,采用二异氰酸酯和多元醇制备聚氨酯预聚体（PU）,再用其改性环氧树脂。通过研究PU和聚氨酯改性环氧树脂添加量、胶粘剂其他助剂对胶粘剂性能的影响,复配设计出聚氨酯改性环氧树脂型胶粘剂配方,固化剂为等比例混合的改性胺和D230,PS和PE混合作为增韧剂,偶联剂为等比例混合的KH550和KH560。这种胶粘剂的粘接强度强度可高达31MPa,适用期为40分钟。最后,将上述研制的两种封头胶粘剂通过组装中空纤维膜分离器进行气体渗透性能的测试,在不同的操作压力和温度下,考查胶粘剂是否在膜表面产生剥离以及对测气时稳定性。结果表明,环氧树脂型胶粘剂更易浸润膜的表面,便于封头的密封性。两种胶粘剂在室温下均可承受2.0MPa压力;在压力1.5MPa,温度高达85℃时也可保证膜表面不产生剥离而发生漏气。因此,两种类型的胶粘剂均可适用于中空纤维膜分离器封头。本文研究对中空纤维膜分离器封头高性能胶粘剂的研制具有很好的参考价值。

关键词：中空纤维膜分离器封头胶粘剂环氧树脂聚氨酯改性环氧树脂

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C970704中空纤维膜氮-氢分离器

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中国科技产业 1997年第7期 61-61页

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