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陶瓷膜冷凝器用于烟气脱白烟过程的中试研究

化工学报 2019年第6期70卷 2192-2201页

作者：曹语王乐季超黄延召薛志磊陆剑鸣漆虹南京工业大学膜科学技术研究所材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009 中国石油化工股份有限公司科技部北京100728 中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003 南京圣卡孚科技有限公司江苏南京210032

将平均孔径5、20和50nm的管式陶瓷外膜制成膜冷凝器,并搭建膜面积0.3m^2的膜冷凝中试实验装置,开展陶瓷膜冷凝器在烟气水、余热资源回收及脱白烟领域的中试研究。对比采用不同排布方式的两级陶瓷膜冷凝器的水、热回收效果,考察进气相对... 详细信息

将平均孔径5、20和50nm的管式陶瓷外膜制成膜冷凝器,并搭建膜面积0.3m^2的膜冷凝中试实验装置,开展陶瓷膜冷凝器在烟气水、余热资源回收及脱白烟领域的中试研究。对比采用不同排布方式的两级陶瓷膜冷凝器的水、热回收效果,考察进气相对湿度、进气温度、进气线速度等操作条件和不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水通量及水回收率的影响。研究表明,在两级膜冷凝器中,烟气、冷却水均为串联流动时,可得到更高的水、热通量及回收率。过程水通量随进气相对湿度、进气温度、进气线速度的增加而增加;水回收率随进气相对湿度、进气温度的增加而增加,随着进气线速度的增加而降低。在三级膜冷凝器中,采用每级均填充平均孔径50nm的管式陶瓷外膜的排布方式时,可获得最佳的水、热回收效果;不同孔径陶瓷膜的排布方式对膜冷凝器水回收效果影响明显,对热回收效果影响不大。在各实验工况下,三级膜冷凝器水通量及水回收率最高分别可达38.5kg·m^-2·h^-1和50.6%。与传统换热器相比,陶瓷膜冷凝器不仅可实现水、余热的同时回收,且其总传热系数为415W·m^-2·℃^-1,换热效果更佳,并能明显缓解“白色烟羽”等视觉污染。基于陶瓷膜的膜冷凝技术在中试实验阶段展现出良好的回收效果,在资源回收及脱白烟过程有广阔的应用前景。

关键词：陶瓷膜烟气脱湿余热回收烟羽中试

陶瓷膜接触器化学吸收氮氧化物的传质过程与阻力分析

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化工学报 2020年第8期71卷 3652-3660页

作者：周鑫邱鸣慧罗平南京工业大学环境科学与工程学院江苏南京211816 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京211816

针对选择性催化还原技术(SCR)存在装置大、运行费用高、催化剂中毒失活等问题,将平均孔径为100 nm的Al2O3陶瓷膜进行疏水改性并组装成膜接触器,以NaClO2水溶液为吸收液,开展陶瓷膜接触器在烟气脱硝领域的应用研究。考察了陶瓷膜接触器... 详细信息

针对选择性催化还原技术(SCR)存在装置大、运行费用高、催化剂中毒失活等问题,将平均孔径为100 nm的Al2O3陶瓷膜进行疏水改性并组装成膜接触器,以NaClO2水溶液为吸收液,开展陶瓷膜接触器在烟气脱硝领域的应用研究。考察了陶瓷膜接触器在化学吸收脱硝中的稳定性,以及气体流量、吸收液浓度、吸收液流量、吸收液pH等因素对NO脱除率和传质通量的影响,基于阻力串联模型,建立总传质系数方程。研究表明,陶瓷膜接触器在连续600 min运行过程中,NO的脱除效率及传质通量分别稳定在99%和0.038 mol·m^-2·h^-1左右。进气流量的增加会促进NO的吸收,吸收液pH=3时具有最高的氧化吸收性能,同时提高吸收液的浓度会增强NO的脱除效果。NO的传质过程同时受气、液、膜三相阻力控制,传质阻力分析结果表明,可以通过增加气体流速减小气相阻力,增加吸收液浓度同时降低pH减小液相阻力。本研究在烟气脱硝领域具有良好的应用前景。

关键词：陶瓷膜膜接触器脱硝膜吸收传质过程

陶瓷膜用于杜仲叶提取液澄清的分离特性与膜污染机制研究

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化工学报 2023年第3期74卷 1113-1125页

作者：王思琪顾天宇陈献富王通李佳柯威李小锋范益群南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009 南京膜材料产业技术研究院有限公司江苏南京211800 江西普正制药股份有限公司江西吉安343199

杜仲是我国特有的珍稀中药材树种且资源丰富,其树叶富含绿原酸和黄酮类化合物等活性物质。然而,杜仲叶提取液中杜仲胶、蛋白、多糖等杂质含量较高,缺乏活性物质的高效分离技术。陶瓷膜具有分离效率高、抗污染性能好等优势,已在植物提取... 详细信息

杜仲是我国特有的珍稀中药材树种且资源丰富,其树叶富含绿原酸和黄酮类化合物等活性物质。然而,杜仲叶提取液中杜仲胶、蛋白、多糖等杂质含量较高,缺乏活性物质的高效分离技术。陶瓷膜具有分离效率高、抗污染性能好等优势,已在植物提取液的澄清过程中广泛应用。开发杜仲叶提取液的陶瓷膜法高效澄清技术具有重要应用价值。本文从膜材料和膜过程两个层面展开研究,对陶瓷膜孔径进行了优选,系统考察了操作压力、膜面流速与温度对陶瓷膜澄清过程的影响,并结合Hermia模型对膜污染机制进行了分析。结果表明,平均孔径为100 nm的陶瓷微滤膜具有较高的浊度去除率、活性成分透过率和渗透通量,适合杜仲叶提取液的澄清过程。在优化的操作条件下,陶瓷微滤膜的稳定通量约为58 L·m^(-2)·h^(-1),绿原酸与黄酮的总透过率为75.3%,浊度截留率接近100%,清洗后膜通量恢复率达85%以上。陶瓷膜分离技术在杜仲叶提取液澄清过程中展现了良好的应用前景。

关键词：膜分离澄清陶瓷膜杜仲叶膜污染

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陶瓷膜预处理猪场沼液的工艺参数及效果研究

农业工程学报 2020年第20期36卷 42-48页

作者：肖华徐杏周昕朱晓明周卫东浙江省农业科学院畜牧兽医研究所杭州310021

针对沼液中悬浮物含量高、重金属残留等问题,该研究采用陶瓷膜进行预处理,开展膜过滤工艺参数优化和污染物去除效果的试验。首先证明7种不同孔径陶瓷膜中10~50 nm超滤陶瓷膜通量较高,再选择20 nm膜进行后续沼液温度、膜面流速和浓缩倍... 详细信息

针对沼液中悬浮物含量高、重金属残留等问题,该研究采用陶瓷膜进行预处理,开展膜过滤工艺参数优化和污染物去除效果的试验。首先证明7种不同孔径陶瓷膜中10~50 nm超滤陶瓷膜通量较高,再选择20 nm膜进行后续沼液温度、膜面流速和浓缩倍数等因素对陶瓷膜通量影响的研究。结果显示:20 nm陶瓷膜通量随温度升高呈指数型增长;较适宜的膜面流速为3.0 m/s,对应的膜通量可达175 L/(m^2·h);经济性较高的变频器运行频率范围为40~45 Hz;20 nm陶瓷膜的极限浓缩倍数大于10倍,优于100 nm膜。20 nm陶瓷膜可完全去除沼液中浊度,同时较好的保留溶解性有机质和氮磷钾等无机营养,并对沼液中多种重金属具有良好的阻控效果,综合考虑其生产工艺和使用成本,20 nm陶瓷膜有广阔的实际应用前景。

关键词：沼液重金属陶瓷膜膜通量体积浓缩倍数

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陶瓷膜在饮用水处理中的应用现状

材料导报 2024年第16期38卷 52-61页

作者：高正源白佳龙孙鹏飞安治国重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

水是人类生存所必需的资源。近年来,我国的饮用水水质标准不断提高。为了满足更高的标准,自来水厂开始使用膜过滤技术取代传统过滤技术。作为一种先进的水处理技术,膜过滤技术已经在各个领域得到广泛应用。与有机膜相比,陶瓷膜具有化学... 详细信息

水是人类生存所必需的资源。近年来,我国的饮用水水质标准不断提高。为了满足更高的标准,自来水厂开始使用膜过滤技术取代传统过滤技术。作为一种先进的水处理技术,膜过滤技术已经在各个领域得到广泛应用。与有机膜相比,陶瓷膜具有化学性能稳定、耐酸碱、热稳定性好、机械强度高、回收率高、使用寿命长等优点,在饮用水领域有更广阔的应用前景。本文旨在阐述陶瓷膜的结构特点和过滤机理,并探讨陶瓷膜在饮用水处理中的研究进展。通过对陶瓷膜饮用水处理工艺进行分析,发现原水经过混凝、吸附、臭氧氧化预处理后,陶瓷膜的过滤性能有明显的提升。文章还分析了陶瓷膜的抗污染性能,并强调了其在维护成本方面的优势。最后,对优化陶瓷膜成本、多元陶瓷膜集成工艺和陶瓷膜大规模运行成本估算等未来研究方向进行了展望。

关键词：陶瓷膜饮用水过滤工艺混凝吸附过滤臭氧氧化膜污染

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陶瓷膜净化猪场沼液的效果试验

农业工程学报 2018年第5期34卷 212-218页

作者：岳彩德董红敏张万钦朱志平尹福斌占源航中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室北京100081

针对沼液中悬浮物和胶体颗粒物含量高、造成膜浓缩预处理难的问题,该研究选择50和200 nm两种孔径陶瓷膜进行了运行条件、水质处理和污染清洗效果的试验。结果显示:在0.3 MPa的运行压力下,50,200 nm两种孔径陶瓷膜对浊度的去除率均能够达... 详细信息

针对沼液中悬浮物和胶体颗粒物含量高、造成膜浓缩预处理难的问题,该研究选择50和200 nm两种孔径陶瓷膜进行了运行条件、水质处理和污染清洗效果的试验。结果显示:在0.3 MPa的运行压力下,50,200 nm两种孔径陶瓷膜对浊度的去除率均能够达到99%以上,对COD的去除率分别为36.2%±0.6%和32.6%±1.5%,无明显差异。同在0.3 MPa运行压力下,200 nm孔径陶瓷膜膜通量可以达到100.6 L/(m^2×h),高于50 nm陶瓷膜膜通量的52.8%。200 nm陶瓷膜对总磷、TOC、氨氮、总氮和总钾的去除率分别为61.2%,35.0%,3.8%,6.2%和3.0%。采用1%氢氧化钠+1%柠檬酸组合清洗方式取得了较好的清洗效果,陶瓷膜的膜通量恢复率可达95.4%。

关键词：废水处理净化陶瓷膜沼液预处理膜污染

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陶瓷膜连续反应器的设计与工程应用

化工学报 2010年第7期61卷 1666-1673页

作者：邢卫红金万勤陈日志仲兆祥徐南平南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题... 详细信息

膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题作了阐述,并以重要的沉淀反应与非均相催化反应为对象,介绍了连续膜反应器的设计及工程应用进展。

关键词：陶瓷膜膜反应器工程应用

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陶瓷膜在氢氧化铌粉体脱氟洗涤工艺的应用

化工进展 2023年第12期42卷 6218-6225页

作者：乐剑峰王帆徐楠王永达王雨轩年佩李辉张伟宁魏逸彬宁夏大学化学化工学院煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室宁夏银川750021 宁夏东方钽业股份有限公司宁夏石嘴山753000 宁夏圆惠环保科技有限公司宁夏银川750299

针对氢氧化铌粉体脱氟洗涤过程耗水量大、含氨废水产量高的问题,本文开发了基于陶瓷膜的氢氧化铌粉体洗涤技术与工艺。考察了膜孔径、洗涤方式、洗涤液用量等参数对氢氧化铌浆料脱氟(F-)效果的影响;在最终五氧化二铌(Nb2O5)产品纯度以... 详细信息

针对氢氧化铌粉体脱氟洗涤过程耗水量大、含氨废水产量高的问题,本文开发了基于陶瓷膜的氢氧化铌粉体洗涤技术与工艺。考察了膜孔径、洗涤方式、洗涤液用量等参数对氢氧化铌浆料脱氟(F-)效果的影响;在最终五氧化二铌(Nb2O5)产品纯度以及经济性方面对比了陶瓷膜法与传统压滤法洗涤氢氧化铌粉体工艺的不同。结果表明,恒体积渗滤洗涤方式对于去除氢氧化铌浆料中F-效果最好。采用200nm膜孔径的α-Al_(2)O_(3)陶瓷膜,当料液比为1∶60kg/L时,常规氢氧化铌浆料中F-含量达标,50nm孔径的α-Al_(2)O_(3)陶瓷膜可以对超细氢氧化铌粉体实现高效洗涤,两种膜在氢氧化铌粉体洗涤应用中均展现出较好的稳定性。陶瓷膜洗涤法对氢氧化铌及其最终产品Nb2O5的除杂效果显著,且在降低成本方面均明显优于压滤洗涤法。因此,基于陶瓷膜的洗涤工艺具有较高的技术与经济可行性,将有力促进我国钽铌湿法冶金绿色化发展。

关键词：氧化铝陶瓷膜氢氧化铌粉体洗涤

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陶瓷膜微滤骨架镍催化剂的膜污染机理分析

化学工程 2006年第1期34卷 36-39页

作者：金珊陈日志南京工业大学膜科学技术研究所江苏南京210009

用孔径为0.2μm的陶瓷膜过滤骨架镍催化剂悬浮液,研究膜污染机理。结果表明,膜污染主要是骨架镍催化剂在膜表面上形成的滤饼层,当操作压力循环变化时滤饼层表现出不可逆性。工业上用过的污染膜和滤饼层的组分分析表明,污染物主要是骨架... 详细信息

用孔径为0.2μm的陶瓷膜过滤骨架镍催化剂悬浮液,研究膜污染机理。结果表明,膜污染主要是骨架镍催化剂在膜表面上形成的滤饼层,当操作压力循环变化时滤饼层表现出不可逆性。工业上用过的污染膜和滤饼层的组分分析表明,污染物主要是骨架镍催化剂。应用结果也表明了膜污染原因是骨架镍催化剂在膜表面形成了不可逆性滤饼层。

关键词：微滤污染陶瓷膜骨架镍催化剂