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膜法空氣除濕的研究與進(jìn)展(3)

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

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;
  ②中空纖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,將對膜的強(qiáng)度提出很高要求。另外,對泵等設(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調(diào)及其它領(lǐng)域取得更大的發(fā)展。

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