膜科学与技术

溴水的膜吸收性能研究

作者：唐娜¹，²，曹莎¹，²，熊清华³

单位： 1. 天津科技大学海洋科学与工程学院，3004572. 天津海洋资源与化学重点实验室，300457; 3. 江西省九江市安全生产监督管理局，332000

关键词：膜吸收；溴水；PVDF；中空纤维膜

出版年,卷(期):页码： 2012,32(1):80-86

摘要：

溴素是重要的化工原料之一。本文以NaOH溶液作为吸收剂，采用PVDF中空纤维膜，研究了吸收时间、溴水温度、吸收液浓度及其流速等操作条件对溴水膜吸收性能的影响。研究标明：溴的吸收率随吸收时间的增加而增大，溴水膜吸收过程进料温度与传质系数之间符合阿伦尼斯关系。吸收液侧NaOH的浓度从0.003mol/L增加至0.01mol/L时，传质系数从4.75×10-4cm/s增至6.02×10-4cm/s，对应的膜通量从2.4×10-3kg/（m2•h）增至3×10-3kg/（m2•h）。吸收液的流体动力学条件对于溴水膜吸收过程通量无显著影响。本文采用回归正交试验确定了溴水膜吸收过程的回归方程，该方程可以预测、优化不同条件下的膜吸收传质性能参数，同时分析了影响因素的显著性。由回归正交实验设计确定PVDF膜溴水膜吸收最佳工艺为：吸收侧为NaOH溶液流量为2L/h、浓度为0.01mol/L时，进料侧温度为50℃、进料流速为22.24cm/s、进料浓度为220mg/L时膜通量达到最大值为6.17×10-3kg/（m2•h）。

Bromine is one of an important chemical raw material. The effects of absorption time, aqueous bromine solution temperature, stripping solution concentration and flow and the other operating conditions on membrane absorption performances of aqueous bromine solution were studied, polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membranes were used, and NaOH was a stripping solution. The results showed that absorption rate of bromine increased with increasing of absorption time, feed temperature and mass transfer coefficient was consistent with Arrhenius relationship for membrane absorption process. The concentration of stripping solution was increased from 0.003mol/L to 0.01mol/L, mass transfer coefficient increasing from 4.75×10-4cm/s to 6.02×10-4cm/s, and membrane flux increasing from 2.4×10-3kg/(m2.h) to 3×10-3kg/(m2.h) accordingly. The effect of fluid dynamic conditions of stripping side on membrane flux for membrane absorption was not obvious.
Regression orthogonal experiment was adopted to develop the regression equation of membrane absorption of aqueous bromine solution for the first time, through which mass transfer performances under other different hydromechanics conditions could be predicted and optimized, and significant factors of aqueous bromine solution membrane absorption was determined. When feed temperature was 50℃, feed flow rate was 22.24cm/s, feed concentration was 220mg/L, stripping flow rate was 2L/h and stripping concentration was 0.01mol/L, aqueous bromine solution mmembrane absorption flux 6.17×10-3kg/（m2•h）was obtained.

曹莎（1986-），女，天津市人，硕士研究生，研究方向：膜分离。*通讯作者：唐娜（1972-），女，辽宁海城市人，博士，教授，硕士研究生导师。主要研究方向：膜分离，海卤水资源综合利用。 Email: tjtangna@tust.edu.cn, Tel: 022-60601158。

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