矿冶工程

作者：曾娟, 张玉凤, 刘孟, 余侃萍

单位：长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012

关键词：双极膜,传质,模型,数值模拟,离子交换膜,电渗析,膜分离,酸碱回收

基金：深地国家科技重大专项(2024ZD1004006)

为明晰利用双极膜将盐转化为酸碱过程的传质规律并以此指导工业生产，以Na₂SO₄为原料，依据Nernst-Planck方程、泊松方程构建双极膜单元模型，采用COMSOL Multiphysics软件计算确定网格数、膜基团容量等关键参数，模拟计算了不同膜单元电压、进料浓度条件下盐的转化率，并与实验数据进行对比。结果表明：双极膜单元网格数为30000、阴/阳膜离子膜基团容量为300 mol/m³时，获得的传质模型模拟结果与实测数据吻合度较高；在此基础上，计算获得了双极膜单元中电势分布、离子分布、离子迁移通量分布等传质过程数据，发现利用双极膜将Na₂SO₄转化为相应酸碱的传质效率及能效主要与跨膜压降、膜单元电压有关。

来源：2025年第1期

《矿冶工程》期刊编辑部

查看矿冶工程杂志2025年第1期