直接接觸式膜蒸餾脫鹽過(guò)程與熱量回收研究.pdf

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

2、餾的脫鹽過(guò)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(cè)試了多種疏水性的商用中空纖維多孔膜，結(jié)合直接接觸式膜蒸餾的過(guò)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(jìn)行膜蒸餾過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)合高溫側(cè)流體的溫度極化效應(yīng)對(duì)膜過(guò)程影響大這一缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了錯(cuò)流式的中空纖維膜組件和一套相應(yīng)的直接接觸式膜蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置。 在此基礎(chǔ)上，測(cè)試了各種實(shí)驗(yàn)條件下料液的鹽(NaCl)濃度(0％-10％)對(duì)膜透過(guò)通量的影響，結(jié)果表明在

3、測(cè)試的濃度范圍內(nèi)，料液的濃度對(duì)中空纖維直接接觸式膜蒸餾的傳熱與傳質(zhì)影響很小，特別是在錯(cuò)流形式的膜組件內(nèi)濃度極化效應(yīng)被最大程度的減弱，以至于料液含鹽量在0％-10％的范圍內(nèi)膜通量幾乎沒有差別。本文工作分別以冷凝液的進(jìn)口溫度、冷凝液流速、進(jìn)料液流速和料液進(jìn)口溫度四個(gè)操作參數(shù)為變量，通過(guò)大量的交叉實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地探討了不同參數(shù)對(duì)單一膜組件系統(tǒng)的透過(guò)通量與傳熱的影響，結(jié)果表明直接接觸式膜蒸餾的各種參數(shù)之間是交互影響的，而且在較高溫度和流速范圍內(nèi)各因

4、素之間的相互影響程度更大。 在對(duì)錯(cuò)流中空纖維直接接觸膜蒸餾的研究中還發(fā)現(xiàn)，料液高溫側(cè)的溫度極化效應(yīng)在較高的料液流速下得到了有效克服，但在中空纖維內(nèi)側(cè)冷凝液的溫度極化效應(yīng)即使在較高的流速范圍內(nèi)仍然較顯著。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示進(jìn)料液的參數(shù)對(duì)膜組件通量的影響較冷凝液的參數(shù)更顯著。在所有測(cè)試實(shí)驗(yàn)中膜的脫鹽率達(dá)到99.9％，最高產(chǎn)水通量在進(jìn)料溫度95℃，冷卻水溫度29℃，進(jìn)料流速131kg/h，冷卻水流速87kg/h時(shí)達(dá)到34kg/m2h。