熱量回收型減壓膜蒸餾過程研究.pdf

1、膜蒸餾(Membrane Distillation，MD)技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用進程中，如何實現(xiàn)過程相變熱的有效回用是亟待解決的關(guān)鍵問題之一。為此而研發(fā)的多效膜蒸餾(MEMD)技術(shù)，正成為MD技術(shù)研究的熱點。但減壓多效膜蒸餾(VMEMD)過程的蒸汽溫度較低，大大降低了潛熱回用的效率;氣隙式多效膜蒸餾(AGMEMD)過程的蒸汽潛熱，須經(jīng)過微孔膜與換熱管之間的空氣隙傳遞給冷料液，傳熱熱阻較大，為強化換熱效果需增大換熱面積，這嚴(yán)重影響了膜組件

2、內(nèi)膜絲的裝填密度。
　　本文針對減壓膜蒸餾(VMD)過程能耗高，蒸汽冷凝耗水量大的問題，設(shè)計了耦合熱泵型減壓多效膜蒸餾(HP-VMEMD)過程。通過采用新型多效膜蒸餾組件（MH型）、及MEMD與熱泵技術(shù)耦合工作，以實現(xiàn)蒸汽潛熱的梯級回用和冷卻水的循環(huán)利用。實驗研究了原料液循環(huán)流量（Fcycle）、冷卻水循環(huán)流量(Fcooling)、蒸汽冷凝換熱器連接方式、MDi膜組件面積、MDi與MHi連通方式和過程級數(shù)對HP-VMEMD過程性能

3、的影響。當(dāng)膜面積為1.61 m2，原料液溫度為70℃，F(xiàn)cycle為104 L/h，F(xiàn)cooling為56 L/h，蒸汽冷凝換熱器殼程的連接方式為串聯(lián)，MDi與MHi(i=1～3)為多管連通，熱泵COP為3.10時，系統(tǒng)膜通量(J)為2.35 kg/(m2·h)，造水比(GOR)為3.73。
　　本文針對氣隙膜蒸餾(AGMD)能耗高，蒸汽冷凝耗水量大的問題，設(shè)計了減壓輔助氣隙式多效膜蒸餾過程(VA-AGMEMD)。運用正交實驗及單

4、因素實驗方法，考察了原料液循環(huán)流量（Fcycle）、原料液初始溫度（T）、兩個膜組件殼程的真空度(P1，P2)和原料液濃度(CNaCl)五個操作條件對過程性能的影響，并運用曲線擬合方法，分別建立了J和GOR隨著操作條件變化的經(jīng)驗公式。在實驗范圍內(nèi)，CNaCl對J的影響最大、真空度P2對J的影響最小，T對GOR的影響最大、Fcycle對GOR的影響最小。經(jīng)正交實驗驗證，J計算值與實驗值的相對偏差均在±9.00％以內(nèi)，GOR計算值與實驗值的