【摘要】：膜蒸餾是膜技術(shù)與傳統(tǒng)蒸餾過程相結(jié)合的一種新型分離技術(shù),具有設(shè)備簡單、操作條件溫和及可利用低品位熱源的優(yōu)點(diǎn),常常與太陽能、廢熱源系統(tǒng)耦合,在高鹽廢水處理、果汁濃縮等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。然而,膜蒸餾在規(guī)�；瘧�(yīng)用方面進(jìn)程緩慢,關(guān)鍵制約因素之一是膜蒸餾過程中高熱耗的問題。在蒸發(fā)過程中,回收二次蒸氣潛熱是降低過程能耗的有效手段,研制熱量回收式新型膜組件是當(dāng)前膜蒸餾技術(shù)與裝置研究的焦點(diǎn)之一。基于此,本文采用平板疏水膜耦合中空纖維換熱管的方式設(shè)計(jì)并制備了一種負(fù)壓輔助的新型卷式氣隙式膜蒸餾組件,結(jié)合氣隙式膜蒸餾和減壓膜蒸餾的優(yōu)勢,通過在滲透側(cè)提供負(fù)壓以提高膜兩側(cè)的蒸氣壓差,使膜組件同時(shí)具備高熱效率和高通量的優(yōu)點(diǎn),并通過單級和多級放大實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了其技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性。在單級膜蒸餾實(shí)驗(yàn)中,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的氯化鈉溶液為研究對象,系統(tǒng)的考察了膜組件參數(shù)和運(yùn)行條件對膜組件脫鹽產(chǎn)水性能的影響,并進(jìn)行了長期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,提高膜孔徑、換熱管導(dǎo)熱系數(shù)和熱料液進(jìn)料溫度可有效提高膜通量和造水比;組件有效長度、進(jìn)料流量和冷料液進(jìn)料溫度的改變會使得組件膜通量和造水比出現(xiàn)相反的變化趨勢;氣隙厚度和滲透側(cè)真空度過大或過小都會使得組件的綜合性能下降。組件長期運(yùn)行穩(wěn)定性良好。在單級膜蒸餾實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了三級膜蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置的放大研究,分析對比了不同操作條件對單級和多級膜蒸餾裝置脫鹽產(chǎn)水能力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:以組件串聯(lián)形式連接的多級膜蒸餾裝置的膜通量雖有所下降,但系統(tǒng)總的產(chǎn)水量和造水比都有很大的提高。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中得到的最大膜通量和造水比分別為16.38 kg?m~(-2)?h~(-1)、3.77,截留率始終大于99.95%。即該新型膜蒸餾系統(tǒng)在獲得高通量的同時(shí)也能保持較好的熱回收效果以及良好的脫鹽效果,對后期高效節(jié)能型膜蒸餾組件的研發(fā)和應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。
【圖文】：

蒸餾概述餾（Membrane Distillation，MD）技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)八膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)蒸餾過程相結(jié)合的新型分離過程。與傳，膜蒸餾也是以氣液平衡為基礎(chǔ)，依靠蒸發(fā)潛熱來實(shí)現(xiàn)相1]。該過程以只允許氣態(tài)分子通過的疏水微孔膜為隔離介的不同使得傳遞組分的蒸汽壓存在差異，在蒸氣壓差的推揮發(fā)性組分以蒸氣形式通過膜孔，在膜的另一側(cè)被冷凝收效分離或提純，如圖 1-1 所示。膜蒸餾過程通常具有以下幾須是疏水性多孔膜（孔徑分布一般在 10 nm 到 1 μm 之間料液浸濕，且膜孔中不會發(fā)生毛細(xì)管冷凝現(xiàn)象；膜的一側(cè)但不會影響料液本身各組分的氣液相平衡；過程的直接推兩側(cè)的蒸氣分壓差，且組分是以蒸氣形式穿過膜孔的。

第 1 章 文獻(xiàn)綜述1.1.2 膜蒸餾的分類在膜蒸餾過程中，原料液和膜直接接觸，根據(jù)揮發(fā)性組分在膜的滲透側(cè)被冷凝和收集方式的不同，，一般可分為以下四類[16, 17]（如圖 1-2 所示）：直接接觸式膜蒸餾（Direct Contact Membrane Distillation, DCMD）、氣隙式膜蒸餾（Air GaMembrane Distillation, AGMD ）、吹掃式膜蒸餾（ Sweeping Gas MembranDistillation, SGMD）和減壓膜蒸餾（Vacuum Membrane Distillation, VMD）�，F(xiàn)將四種不同操作方式的膜蒸餾過程簡要介紹如下：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ028.8

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本文編號：2709260