燃煤鍋爐煙氣水分回收膜傳質過程研究.pdf

1、未來我國利用的褐煤比重將不斷增加，其煙氣水蒸氣量可高達16％。而天然氣燃燒產物水蒸氣約占18％。國內外有很多關于利用膜技術回收煙氣水分的研究，涉及模型計算、CFD數值模擬和實驗驗證等多個方面。但是對含濕煙氣在膜組件中傳質過程的輸運作用機理和精細描述涉及較少。
　　根據膜的有無孔隙可以分為多孔膜的微孔擴散和無孑L膜的溶解滲透，同時，因為復合膜和非對稱結構膜的廣泛應用，阻力模型概念也被應用于分析膜的傳質過程。過去多位學者應用Fick方

2、程解釋傳質過程，在總結微孔擴散、溶解滲透和復合阻力模型的使用條件和理論成果的基礎上，考慮到非理想性的電場梯度和濃度梯度，認為Maxwell Stefan理論可以更好的描述復雜多組分系統(tǒng)。
　　以第三類第一種復合膜為例，分為涂層、連接層和支撐層分別進行計算。涂層部分可看作無孔膜，主要的滲透方式為溶解滲透，過渡層是支撐層與涂層的連接部分，擴散方式為溶解滲透和努森擴散，支撐層構造較為復雜，擴散方式為粘性流和努森擴散。利用實驗數據和模擬方

3、式分別對物理模型理論進行了驗證，發(fā)現物理模型與實驗數據和模擬結果的相差較小，認為該模型可以利用于水蒸氣膜滲透過程流量的計算。
　　利用該理論模型，探討材料滲透性能、壓差、孔隙率、過渡層厚度、溫度等條件對膜回收水蒸氣性能的影響。結果表明，具有高的亨利系數并且對水蒸氣較高選擇性的材料在應用中有很大優(yōu)勢，且增大孔隙率、壓差、溫度和過渡層厚度都有助于增大水蒸氣通量。本文利用多屬性決策理論和模型計算結果，對幾種材料進行決策分析排序。醋酸纖維