直接接觸式膜蒸餾脫鹽過程與熱量回收研究.pdf

1、膜蒸餾是一種將膜技術與蒸餾技術相結合的新型分離過程，具有廣泛的應用場合。直接接觸式膜蒸餾是膜蒸餾的一種，其特點決定了這種操作方式最適合于鹵水脫鹽、海水淡化等透過組分為水的操作。面對目前淡水資源短缺的現狀，我國在提倡建設節(jié)約型社會的同時，已把發(fā)展海水淡化作為有效解決淡水問題的重要方法之一。研究直接接觸式膜蒸餾的脫鹽過程對于開發(fā)新的海水淡化方法與技術具有重要的理論和實際意義。 本論文在選擇實用性中空纖維膜的基礎上研究探討直接接觸膜蒸

2、餾的脫鹽過程，初步探討膜組件的組合工藝和熱量的有效利用方式。 首先測試了多種疏水性的商用中空纖維多孔膜，結合直接接觸式膜蒸餾的過程要求，最終選擇了一種性能優(yōu)良的聚丙烯中空纖維膜進行膜蒸餾過程的實驗研究。結合高溫側流體的溫度極化效應對膜過程影響大這一缺點，設計了錯流式的中空纖維膜組件和一套相應的直接接觸式膜蒸餾實驗裝置。 在此基礎上，測試了各種實驗條件下料液的鹽(NaCl)濃度(0％-10％)對膜透過通量的影響，結果表明在

3、測試的濃度范圍內，料液的濃度對中空纖維直接接觸式膜蒸餾的傳熱與傳質影響很小，特別是在錯流形式的膜組件內濃度極化效應被最大程度的減弱，以至于料液含鹽量在0％-10％的范圍內膜通量幾乎沒有差別。本文工作分別以冷凝液的進口溫度、冷凝液流速、進料液流速和料液進口溫度四個操作參數為變量，通過大量的交叉實驗，系統(tǒng)地探討了不同參數對單一膜組件系統(tǒng)的透過通量與傳熱的影響，結果表明直接接觸式膜蒸餾的各種參數之間是交互影響的，而且在較高溫度和流速范圍內各因

4、素之間的相互影響程度更大。 在對錯流中空纖維直接接觸膜蒸餾的研究中還發(fā)現，料液高溫側的溫度極化效應在較高的料液流速下得到了有效克服，但在中空纖維內側冷凝液的溫度極化效應即使在較高的流速范圍內仍然較顯著。實驗結果顯示進料液的參數對膜組件通量的影響較冷凝液的參數更顯著。在所有測試實驗中膜的脫鹽率達到99.9％，最高產水通量在進料溫度95℃，冷卻水溫度29℃，進料流速131kg/h，冷卻水流速87kg/h時達到34kg/m2h。