高溫多效膜蒸餾用于處理高鹽溶液的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜,以膜兩側(cè)的蒸汽壓差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。自二十世紀(jì)六十年代誕生以來(lái),一直受到廣大科技工作者的廣泛關(guān)注。但是受膜材料和熱利用率低等因素的限制至今尚未得到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。而在氣隙式膜蒸餾基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多效膜蒸餾過(guò)程具有內(nèi)部潛熱回收功能,除了具有傳統(tǒng)膜蒸餾技術(shù)的優(yōu)勢(shì)外,還具有操作條件溫和、熱利用率高、造水比大等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　膜蒸餾通常在操作溫度低于90℃的條件下進(jìn)行的,而對(duì)于高鹽溶液

2、,由于濃差極化和飽和蒸氣壓下降比較嚴(yán)重,在通常操作溫度下膜通量和熱利用率都很低。本文采用多效膜蒸餾過(guò)程在高溫操作條件下對(duì)以氯化鈉水溶液為代表的理想料液和天津某堿廠過(guò)剩母液為代表的實(shí)際料液進(jìn)行了深度濃縮研究,著重考察了冷進(jìn)料溫度T1,加熱后料液溫度T3、料液濃度、料液流量等操作參數(shù)對(duì)膜通量、造水比和截留率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)氯化鈉料液質(zhì)量濃度為5％,T3為100℃時(shí),膜通量和造水比值分別為3.1L·m-2·h-1和15.2;雖然膜通量

3、和造水比均隨料液濃度的增大而下降,但是當(dāng)料液質(zhì)量濃度為25%,T3為105℃時(shí),膜通量和造水比值仍可達(dá)1.53L·m-2·h-1和5.8;且鹽截留率達(dá)到99.95%以上。在兩個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行中,膜組件保持了良好的性能穩(wěn)定性。在對(duì)天津某堿廠過(guò)剩母液為代表的實(shí)際體系料液進(jìn)行一倍濃縮時(shí),造水比和膜通量隨著濃縮過(guò)程中料液濃度的增大而降低,造水比從8.6降到4.3,膜通量從3.8L·m-2·h-1降到2.4L·m-2·h-1。經(jīng)過(guò)連續(xù)60天的穩(wěn)定性

4、實(shí)驗(yàn)表明:在高溫高鹽條件下,膜組件穩(wěn)定性能良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高溫多效膜蒸餾技術(shù)能夠有效用于高鹽溶液的深度濃縮。
　　針對(duì)一些高鹽溶液如海水中含有鈣離子和硫酸根離子,在多效膜蒸餾法濃縮過(guò)程中易形成硫酸鈣沉淀,從而造成膜的污染甚至膜泄露等問(wèn)題,本文對(duì)以海水為代表的含鈣鹽溶液進(jìn)行選擇性脫鈣研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在高溫條件下,亞硫酸鈉法能夠有效的選擇性脫除海水中的鈣離子,隨著海水濃度的增大,鈣離子脫除率隨之增大。在85℃下,當(dāng)海水濃度超過(guò)1