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天津工大中空纖維膜流體力學研究獲國際認可

發表時間:2015-11-18 10:07:59 作者: 來源:中國紡織報 瀏覽:

 近日,國際化工Top期刊AIChE Journal(美國化學工程師協會雜志)發表了天津工業大學材料學院李賢輝博士、李建新教授、何本橋教授、理學院姚永紅教授、環化學院王捷教授、澳大利亞悉尼科技大學Huu Hao NGO 教授等的論文,題為“A filtration model for prediction of local flux distribution and optimization of submerged hollow fiber membrane module(用于浸沒式中空纖維膜組件點通量分布預測與優化的過濾模型)”。

    審稿人對該文章給予了很高的評價:“This work has good contributions to the understanding and design of flow distributions in hollow fiber membranes. It is very useful for industrial design as well as fundamental development. The theoretical development is well illustrated and experiments were well designed(該工作對理解中空纖維膜通量分布具有重要貢獻,以及工業化組件的設計具有重要指導意義。同時,該模型理論推導完善,實驗構思巧妙)。”

    中空纖維膜過濾系統由于裝填密度高、出水水質好等優點已廣泛應用在水處理、生物分離等領域,而且工程規模逐年增大,但是,運行效率和穩定性方面的技術風險也隨之增大。如何控制膜污染、實現高效和穩定運行一直是工業界和學術界面臨的巨大挑戰。為此,國內外科學家開展了大量中空纖維膜組件優化設計實驗研究以及運行過程中流體力學優化控制理論研究。然而,基于傳統Hagen-Poisenille方程的纖維膜過濾等模型,忽略了可滲透圓管中徑向滲透通量對流動阻力的影響;同時,也缺乏有效的實驗監測方法對模型進行驗證,限制了模型的實際應用。

    天津工業大學李建新教授研究小組根據分割疊加原理建立了中空纖維膜點通量測量方法;針對中空纖維膜運行中徑向跨膜流動對纖維內腔流動阻力影響,基于質量和動量守恒原理,建立了中空纖維膜過濾流體力學數學模型,明確了中空纖維膜絲內徑、長度與產水效率之間的構效關系。該模型的模擬值與文獻中實驗結果相對比,誤差僅為1.1 %。本工作為中空纖維膜組件設計優化和系統穩定運行提供了重要的理論依據,標志著該校膜國家重點實驗室在中空纖維膜技術基礎理論方面取得新的突破。該項研究得到了國家973計劃、教育部創新團隊發展計劃等資助。

    據悉,AIChE Journal(美國化學工程師協會雜志)是國際公認的化工領域權威期刊,最早于1955年由美國化學工程師協會發行。(A12)

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