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纤维尺寸与数目对膜分离效果的影响

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在一定进料流速和膜两端压降下,所需纤维数目由下式决定:式中:N——所需纤维数,根;L——有效纤维长度,cm;Qf——进料流速,cm3/min;TLP——膜两端压降,kPa;rti——纤维内径,μm。纤维数目的第二个限制是提供足够高的传递速度所需的膜面积Am。它们均符合设计要求。图8-5对一定的面积和TLP,纤维数目与纤维尺寸的关系

纤维尺寸与数目对膜分离效果的影响

中空纤维膜的最大优点是单位体积的膜面积大,而传递系数与其他膜相差无几,但并不是纤维越细越好,其内径受悬浮进料液中颗粒大小和黏度的限制,而壁厚受纤维强度最低要求所限。一定内径的纤维,长度受压降或传质系数参数确定的上限制约,过长的纤维,膜两端压降过大,产生过高超滤速度,使分离效率下降,同时过大的压降,不需要一次流程就可以达到溶质迁移的要求,表明浪费了纤维过长部分;但纤维太短也不行,一是一次流程达不到溶质迁移要求,要再循环;二是制造费用高,因为一定的膜面积,要用更多的外壳和封端,封端中大量纤维无效,浪费了潜在的膜面积。

在一定进料流速和膜两端压降下,所需纤维数目由下式决定:

式中:N——所需纤维数,根;

L——有效纤维长度,cm;

Qf——进料流速,cm3/min;

TLP——膜两端压降,kPa;(www.xing528.com)

rti——纤维内径,μm。

纤维数目的第二个限制是提供足够高的传递速度所需的膜面积Am。若在设计前提下,试验已知1m2膜面积的透析器的产水量为q(mL/min),则由下式可求得N:

上式中,Am=Qf/q

图8-5中是三种内径的纤维数目与长度的关系。左下角的三条曲线是根据式(8-9)所得,左上角的三条曲线是根据式(8-10)所得。从相应内径纤维的曲线交点可以看出,对内径125μm的纤维,L=85cm,N=5.6×106;对内径250μm的纤维,L=240cm,N=1.0×106;对内径375μm的纤维,L=440cm,N=3.6×106。它们均符合设计要求。

图8-5 对一定的面积和TLP,纤维数目与纤维尺寸的关系

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