一种微孔板式膜孔隙率的测定方法

摘要

本发明介绍了一种微孔板式膜孔隙率的测定方法，利用膜吸收过程中总传质系数与膜孔隙率严格呈线性关系的特性，通过膜吸收实验，先测定并计算所用传质体系在不加膜时的总传质系数K_G值，由此可绘制出该体系总传质系数-孔隙率关系图；再在同一体系和相同实验条件下，加上待测膜，测定并计算出该传质体系在加膜时的传质系数K_G′值，从总传质系数-孔隙率关系图上即可读出被测膜的孔隙率值。该方法可克服膜微孔内壁结构未知的影响，回避了干膜—湿膜法溶剂粘附以及溶剂进入微孔程度未知的影响，排除了“死孔”，“回转孔”等不起分离作用的无效孔在吸收过程中影响，因而测量值更准确。该测定方法所用的测定设备简单、费用低、易于操作。

主权项

1.一种微孔板式膜孔隙率的测定方法，膜吸收测定实验在气液传质用板式膜组件中进行，组件分为上、下两层，气相从组件上层空间流过，液相从组件下层空间流过，中间加入待测膜，两相流体逆向流动，通过待测膜间接接触，发生传质，具体测定步骤如下：A.确定气相总传质系数KG-膜孔隙率ε的线性关系图在两相间不加膜的情况下，将被吸收气体从气相进口通入，吸收液体从液相进口通入，气相流速G和液相流速V分别从气、液流量计中读出；在气相进、出口处分别取样测定气体的进口浓度Cg1和出口浓度Cg2，代入公式(1)、(2)和(3)可以算出ε＝100％时的气相总传质系数KG，$K_G=\frac{G}{A}\times \frac{1}{1-\frac{G}{{\mathrm{VH}}_A}}\times \ln \frac{C_{g1}-C_{g1}^{*}}{C_{g2}-C_{g2}^{*}}---\left(1\right)$ 其中：$C_{g1}^{*}=C_{g1}/H_A---\left(2\right)$ $C_{g2}^{*}=C_{g2}/H_A---\left(3\right)$ 上三式中：A——气液间传质面积，膜吸收时认为是膜面积 KG——气相总传质系数 HA——亨利系数 G/V——气/液流速 Cg1/Cg2——气相进/出口浓度 Cg1*/Cg2*——气相进/出口平衡浓度以膜孔隙率ε为横坐标，以传质系数KG为纵坐标作KG-ε线性关系图，由于当膜孔隙率为0时没有传质，因此其总传质系数也必为0，即为原点O点；从ε＝100％处向上引垂直线，从KG值对应的点向右引水平线，两条线交于P点，用直线连接O、P两点，即得到该体系的气相总传质系数KG-膜孔隙率ε的线性关系图；B.膜孔隙率的测定将待测膜置于膜组件内，在传质体系、气相流速G和液相流速V与步骤A相同的情况下，按照步骤A的方法，测定加膜后的气相进、出口浓度C′g1和C′g2，并应用式(1)计算出K′G，由KG-ε线性关系图K′G对应的点A水平作直线与OP交于M点，再由M点作垂线与横轴相交于B点，则B点的数值即为被测膜的孔隙率ε值。