减压膜蒸馏浓缩盐水溶液的研究现状

减压膜蒸馏技术是一种新型膜分离技术,在许多领域中呈现出明显优势。综述了减压膜蒸馏技术浓缩盐水溶液的研究现状,分析了影响分离性能的相关因素以及该技术在处理浓盐水中的应用效果,指出了减压膜蒸馏技术浓缩盐水溶液的应用前景。

锂离子筛吸附剂及成型的研究进展

对提锂离子筛进行了分类。依据提锂离子筛的吸附机理,综述了锰系、钛系和掺杂系提锂离子筛的制备方法、掺杂改性及其造粒成型的研究进展。阐明了离子筛目前存在的主要问题和其难以工业化的瓶颈,对其今后的研发及应用进行了展望。

热致相分离法制备聚丙烯-聚氯乙烯共混疏水微孔膜及其膜蒸馏性能

采用热致相分离法制备等规聚丙烯(iPP)-聚氯乙烯(PVC)共混疏水微孔平板膜,分别研究了iPP/PVC质量比和固含量对共混膜结构的影响,检测了iPP/PVC共混疏水微孔平板膜的平均孔径、孔隙率、孔径分布以及接触角等特性参数.结果表明:iPP/PVC共混疏水微孔膜断面呈现片状和树枝状复合"sandwich-structure"膜孔结构.随着共混聚合物体系中iPP含量的增加,iPP/PVC共混疏水微孔膜平均孔径逐渐增大,孔隙率也逐渐增大.最后,将制得的iPP/PVC共混疏水微孔膜应用于0.5mol/L NaCl水溶液真空膜蒸馏过程,在真空度为0.095MPa、进料流量为30L/h、料液温度为85℃时,iPP/PVC共混疏水微孔膜VMD通量最高达到13.11kg/(m2·h),截留率高于99.9%.

化学亚胺化法聚酰亚胺超滤膜的制备及表征

采用湿法相转化和化学亚胺化法制备了聚酰亚胺(PI)超滤膜,并通过正交试验考察制备PI膜的最优化条件.首先合成一定相对分子质量的聚酰胺酸(PAA)粉体,以此为原料控制铸膜液配比制备PAA薄膜,在低温下通过化学亚胺化法制得PI超滤膜.研究了PAA质量分数对铸膜液黏度、膜结构与性能的影响,结果显示,PAA质量分数的增加会导致铸膜液黏度的升高,PI膜通量的下降,截留率的上升.同时,采用正交实验研究了PAA质量分数、PEG质量分数以及PEG相对分子质量这3个因子对膜性能的影响,经过分析最终得出对PI膜的最佳组合为PAA质量分数为15%,PEG质量分数为8%、相对分子质量为2 000.

井矿盐卤水中硫酸钙颗粒沉降过程研究

测定了硫酸钙颗粒在不同颗粒浓度和卤水浓度中沉降高度与时间的关系,测量的实际值与理论值做了对比,并分析了硫酸钙颗粒浓度和卤水浓度对硫酸钙颗粒沉降速率的影响。结果表明:沉降速率随硫酸钙颗粒浓度和卤水浓度的增加而减小;实验中的实际值远远小于理论值;硫酸钙颗粒浓度从5%(体积分数,下同)增至20%时,介质浓度高的沉降速率下降快;卤水浓度升高时,颗粒浓度高的沉降速率下降快。在纯水中,硫酸钙颗粒浓度为5%时,硫酸钙的沉降速率为19.1 mm/min。在卤水质量浓度为360 g/L、硫酸钙颗粒浓度为20%时,硫酸钙颗粒的沉降速度仅为0.33 mm/min。

PVDF中空纤维膜组件特性参数对淡化浓盐水VMD性能的影响

研究聚偏氟乙烯中空纤维膜组件性能参数(高径比、装填封率)对淡化浓盐水真空膜蒸馏(VMD)性能的影响,获得适用于淡化浓盐水VMD过程膜组件制备的优化参数.小试实验研究了膜组件高径比为分别为25∶2、15∶1、35∶2、20∶1、45∶2及装填封率分别为1%、5%、10%条件下的淡化浓盐水真空膜蒸馏性能.在真空膜蒸馏中试试验中,研究膜组件高径比分别为10∶3、70∶9、10∶1,装填封率分别为7.11%、9.48%、14.22%条件下的膜蒸馏性能.结果表明,在同等条件下高径比或装填封率越小时,膜蒸馏的渗透通量越大.淡化浓盐水VMD过程产品水脱盐率均在99.9%以上.

硫酸钙型卤水连续结垢实验及清洗工艺研究

对肥城硫酸钙型卤水进行连续50 d结垢实验及清洗工艺研究。结果表明,结垢主要集中在高温区(103~119.4℃),所结垢为质地坚硬的无水CaSO_4。用浓度2%的HCl常温下,酸洗10 h,可彻底清除硫酸钙垢,传热系数恢复至结垢前的水平,且清洗过程对设备没有腐蚀。

含磷废水处理技术研究现状

磷是造成水体富营养化的元素之一,控制废水中磷的排放是控制水体富营养化的关键。同时磷也是一种难再生资源,废水中磷的回收再利用具有重要意义。本文介绍了化学法、生物法、吸附法、结晶法和离子交换等主要的含磷废水处理方法及研究现状。结合磷的回收途径探讨了含磷废水处理技术的发展方向。

硫酸钠型岩盐溶解实验过程研究

岩盐的溶解速率是影响岩盐开采效率与采卤浓度的关键因素。通过对江苏淮安地区的硫酸钠型岩盐在不同温度、不同氨碱废液浓度、不同流速下的溶解速率研究发现,硫酸钠型岩盐的初始溶解速率与温度和流速成正相关,与溶液中的氨碱废液浓度成负相关,溶解速率随时间呈指数衰减。实验结果表明:55℃下的岩盐的静态上溶初始溶解速率为25℃的2倍,溶液中岩盐氨碱废液与淡水体积比为1∶16的岩盐的静态上溶初始溶解速率是配比为1∶8的1.6倍,循环流量为20 L/h的溶解速率为12 L/h条件下的3.78倍。本研究为岩盐开采与氨碱废液注井水溶开采硫酸钠型岩盐工艺提供指导依据。

纳米硅乳液改性聚丙烯/二氧化钛超疏水-自清洁共混疏水微孔膜的研究

采用浸没法对实验室自制的等规聚丙烯(iPP)/纳米TiO_2粒子共混微孔平板膜进行表面改性,探讨了纳米硅乳液浓度和反应温度等条件对改性膜的形态结构以及疏水性的影响,得到了纳米硅乳液改性iPP/TiO_2超疏水微孔膜制备的最佳条件,并测试了纳米硅乳液改性iPP/TiO_2超疏水微孔膜的自清洁性能、pH稳定性以及VMD稳定性.研究结果表明,纳米硅乳液改性iPP/TiO_2超疏水-自清洁微孔膜制备的最佳条件为:UV光催化30min,纳米硅乳液质量分数为20%,反应温度为室温,最后置于80℃烘箱烘干2h.此时制备的纳米硅乳液改性iPP/TiO_2超疏水微孔膜接触角达到153.2°,滚动角小于10°,并且具有优异的自清洁和pH稳定性能、VMD稳定性以及抗润湿和抗污染性能.

MATLAB语言与化学反应工程交叉教学的探索与研究

MATLAB语言与化学反应工程是化学工程专业学生的核心课程。但是由于传统教学方式的限制,学生学习兴趣不高,教学效果不好。针对这一问题,文章介绍了将MATLAB语言与化学反应工程两门课程进行交叉教学的新型教学方式。学生在学习化学反应工程课程时,只需要掌握化学反应工程的基础知识,能熟练进行公式推导,建立化学反应工程数学模型,不需要考虑数学模型求解问题。而MATLAB语言课程的教学主要以化学反应工程数学模型求解为教学主线,教授学生如何利用MATLAB来解决化学反应工程数学模型计算问题。通过两门课程的交叉教学,从根本上解决了化学反应工程学习过程中对数学基础要求过高的问题,也解决了MATLAB语言教学过程中学生缺乏MATLAB的实践应用能力的问题,教学效果明显提高。

Fenton方法处理海洋油气管道高含磷清洗废水工艺优化研究

采用基于Box-Behnken的响应面分析方法,优化研究了Fenton方法处理海洋油气管道高含磷清洗废水工艺。H2O2(质量分数30%)投加量、[H2O2]/[Fe2+]、pH 3个因素对含磷清洗废水中COD去除率的影响。利用Design-Expert8.0.6软件设计实验,并对实验结果进行了分析,建立了以COD去除率为响应值的2次多项式模型,并对其进行了显著性检验。结果表明,选取的3个因素对COD去除率存在显著的相关性。分析了各个因素单独及交互作用对COD去除率的影响。确定了反应的优化条件,即在100 mL废水中H2O2(质量分数30%)投加量为2.76 mL,[H2O2]/[Fe2+]为10.26,pH为4.24,在此条件下,预测COD去除率为90.2%,实验验证COD去除率为86.1%,偏差仅为4.1%,实际值与模型预测值拟合性良好。

CO_2溶解天然石灰石法矿化海水淡化水中试研究

为解决海水淡化水水质稳定性差和腐蚀性较强的问题,采用CO2溶解天然石灰石法对海水淡化水进行后处理,通过上升流向石灰石反应釜,进行了海水淡化水矿化中试,考察了淡化水的p H、温度、石灰石的填料高度、填料粒径以及水力停留时间(HRT)对淡化水矿化效果的影响。结果表明,在一定的填料高度范围内,矿化效果随p H降低、填料层高度的增加以及温度的升高而增加,p H的影响最为显著;矿化效果随着石灰石粒径的增大而降低。当HRT大于290 s时,HRT对矿化效果的影响越来越明显,矿化后的淡化水能够满足城市安全供水要求。

真空膜蒸馏过程CFD模拟及膜组件设计

利用计算流体力学模拟软件对真空膜蒸馏过程进行模拟计算.通过自行编写UDF对实验结果进行验证,模拟结果表明,在不同进料温度、进料流量以及渗透侧真空度的影响下,模拟值与实验值均高度吻合,编写的UDF可用于膜组件放大化模拟.对平板真空膜蒸馏组件进行放大设计后模拟发现,当有效过滤面积为0.25 m^2时,平板膜组件最佳长宽比为1∶2,组件内通道高度为7.5 mm,此时渗透通量为6.08 kg/(m^2·h);通过在组件内部增加隔板以加快料液互相渗透,模拟结果表明,隔板最佳高度为3 mm,隔板间距为40 mm,优化后的膜组件渗透通量达到了6.53 kg/(m^2·h),相比初始膜组件提高了10.3%.

脱硫废水深度处理——电渗析浓缩规律研究

利用电渗析技术对山东魏桥某电厂脱硫废水进行处理,分别对脱硫废水进行1级1段以及多级电渗析和多段电渗析浓缩规律进行研究,测定了其极限电流,考察了膜对电压和膜面流速对电渗析浓缩过程中Cl^-浓度,SO^2-4浓度、电流、能耗、浓缩倍率以及电流效率的影响.结果表明:膜对电压对电渗析浓缩过程影响显著,随着膜对电压的增大,电流和能耗增大,当膜对电压达到1V时,电流效率均能达到70%以上;膜面流速对电渗析浓缩过程影响不明显,当膜面流速为2.05 cm/s时,离子迁移速率达到最高,确定最佳膜对电压为1V,最佳膜面流速为2.05 cm/s.7段电渗析和4级电渗析浓缩均能得到含盐质量分数15%的浓缩液,其中,Cl^-质量浓度为50 g/L,SO^2-4质量浓度为40 g/L,但4级电渗析能耗相对较高,为150 kW·h/m3,且有强烈的水迁移现象,倒换电极法能有效降低膜污染.

无机锰吸附材料的制备及其锂离子的吸附性能

以氢氧化锂为原料,通过控制无机锰吸附材料合成反应条件制备了尖晶石型的LiMn2O4离子筛前驱体,经酸浸脱锂后获得对Li+具有特殊选择性吸附的尖晶石型离子筛。对无机锰吸附材料进行了XRD、SEM、BET表征,测定了离子筛对纯锂溶液和卤水中锂的吸附容量。结果表明,当离子筛制备体系的原料锂锰物质的比为0.5、800℃下反应15 h时,产品为近纯尖晶石型晶体,且具有较大比表面积。吸附实验表明,该离子筛在碱性含锂溶液中对Li+具有吸附性能,且吸附容量随着溶液pH和温度的升高而增大,在pH=13的纯锂溶液中最大吸附量可达32.251 mg/g,并在30 h达到吸附平衡。该吸附材料循环利用8次后,吸附量保持在18 mg/g以上,在西藏龙木错卤水中,对锂的吸附量达到11.273 mg/g。吸附过程符合伪二级动力学,表明吸附过程主要为化学吸附,且离子交换反应的控制步骤是颗粒扩散控制(PDC)。

聚醚砜基膜热稳定性对复合纳滤膜性能的影响

研究聚醚砜超滤基膜的热稳定性对界面聚合法制备复合纳滤膜性能的影响.加入TiO2纳米粒子可显著改善超滤膜的热稳定性,并随着基膜中TiO2的增加,超滤基膜的热稳定性也随之增加.基膜TiO2含量增至8%时,纳滤膜的水通量从27 L/(m^2·h)逐渐增加到38 L/(m^2·h),对NaCl的截留率从48%增加到58%,而对MgSO4的截留率保持不变.研究表明,提高微滤基膜的热稳定性有助于提高复合纳滤膜的水通量和截留率.

食用盐晶习控制研究进展

随着社会的发展和人们生活水平的逐步提高,人们对食用盐的追求也越来越高,不仅追求本身食用盐的功能,还追求对食用盐形貌的美观,另外,不同晶习的食用盐对其本身的性质也有很大的影响,比如物质的密度,以及流动性等。文章主要概述了溶液结晶过程的理论研究以及在结晶过程中对食用盐晶习产生影响的一些因素,从而为研究食用盐晶习的控制有一定的了解及对氯化钠形貌研究有指导意义。

海水淡化水与地表源水混配工艺研究

为了提高海水淡化水稳定性,将海水淡化水与地表源水进行混配处理,同时投加氢氧化钙调节pH,研究考察在不同温度和搅拌条件下的混配效果,通过对实验结果进行分析,确定天津市海水淡化水与地表源水(滦河水)的最佳混配体积比为1∶2、投加Ca(OH)2调节pH在8.0左右,水质达到水厂要求,经后续处理即可进入天津市市政管网进行安全输送.

聚丙烯中空纤维膜耐氧化改性及膜蒸馏的应用研究

聚丙烯中空纤维膜在纯水预处理、制药纯化分离、饮料酒水浓缩、工业废液回收等领域有广泛的应用.为了提高聚丙烯基中空纤维膜的耐氧化性与使用寿命,本研究通过添加抗氧剂和改进成型工艺来制备高性能聚丙烯中空纤维膜.具体探讨了最佳抗氧剂添加量对膜抗氧化性的影响,经过氧化实验36 h后,添加0.4%抗氧剂1076可使聚丙烯中空纤维膜的水接触角提高67%,同时拉伸强度降低10%,最大伸长率降低15.4%.在膜蒸馏实验中,添加0.3%抗氧剂1010的耐氧化聚丙烯中空纤维膜在运行30 h后,对Al^(3+)的截留率依旧可达99.7%.总之,抗氧剂的添加显著提高了聚丙烯中空纤维膜在膜蒸馏应用中的截留性质和使用寿命.