分子筛膜具有规则的微孔结构、良好的热化学稳定性，被广泛应用于渗透汽化、气体分离等领域。目前，管式NaA分子筛膜己在溶剂脱水分离方面实现工业应用，进一步降低膜分离装备成本是近年来研究的重点。中空纤维分子筛膜具有直径小、壁厚薄等特点，可显著提高膜渗透通量和装填密度，大幅度降低膜分离装备成本。研究中空纤维分子筛膜的传质特性并优化结构参数，对推动其实际应用具有重要的意义。本课题组围绕中空纤维NaA分子筛膜用于乙醇脱水，开展了膜渗透过程的数学模拟，并探讨了关键影响因素。首先采用分子模拟方法研究了水和乙醇在NaA分子筛膜内的吸附与扩散行为，并获得了吸附和扩散参数。针对中空纤维载体非对称结构，建立了多层串联传质阻力传质模型，分子筛膜层采用Maxwell-Stefan方程描述，而中空纤维载体采用努森扩散与粘性流描述。研究显示，对于渗透汽化过程，分子筛膜层传质阻力最大，而支撑体的传质阻力不容忽视，增加海绵层的孔径和减小厚度有助于提高膜渗透通量。课题组进一步建立了管程压降传质模型，研究了中空纤维分子筛膜的宏观结构(载体内径、管长等)对膜分离性能的影响，获得了优化的管长/内径比值。此外，采用计算流体力学(CFD)方法，对中空纤维分子筛膜组件中的传质行为进行了研究，揭示了折流板的引入对膜组件内流场分布的影响，获得了优化的膜组件构型，为中空纤维分子筛膜的工业应用奠定了基础。