【摘要】： 膜蒸餾是在上個(gè)世紀(jì)八十年代初新發(fā)展起來的一種新型分離技術(shù),是膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)蒸發(fā)過程相結(jié)合的新型膜分離過程,它與常規(guī)蒸餾一樣都以汽液平衡為基礎(chǔ),依靠蒸發(fā)潛熱來實(shí)現(xiàn)相變。真空膜蒸餾是膜蒸餾四種操作方式中的一種,具有膜通量大、分離系數(shù)高、設(shè)備簡單、易于操作和實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),能夠被廣泛應(yīng)用于易揮發(fā)組分的脫除和海水、苦咸水淡化等方面。在國家提倡建設(shè)和諧社會的今天,研發(fā)和利用膜蒸餾技術(shù)來實(shí)現(xiàn)海水淡化、節(jié)能減排和廢水的綜合利用,具有重要的意義。 本文在總結(jié)了該領(lǐng)域大量國內(nèi)外最新文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了真空膜蒸餾脫鹽過程及海水淡化的實(shí)驗(yàn)室研究,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、研制和運(yùn)行了一套1m3/日的放大膜蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置,初步進(jìn)行了膜蒸餾海水淡化的可行性實(shí)驗(yàn)和分析研究。 在膜蒸餾實(shí)驗(yàn)研究中,設(shè)計(jì)和制備了錯流式中空纖維膜組件,對料液的最優(yōu)走向進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,結(jié)果表明:在實(shí)驗(yàn)條件相同或相近的情況下,料液流經(jīng)殼程比流經(jīng)管程能夠獲得的更高的膜產(chǎn)水通量。當(dāng)料液流經(jīng)殼程時(shí),進(jìn)料液體與纖維之間形成錯流,很大程度上減小了膜表面溫度邊界層的厚度,削弱了溫度極化效應(yīng),從而增大了邊界層的傳質(zhì)系數(shù),較大程度上改善和提高了膜的產(chǎn)水通量。論文系統(tǒng)考察了膜的產(chǎn)水通量與進(jìn)料液溫度、流速和系統(tǒng)真空度的變化關(guān)系,對減壓膜蒸餾過程中的溫度極化、濃度極化現(xiàn)象以及膜蒸餾過程中的傳熱和傳質(zhì)過程進(jìn)行了分析研究,實(shí)驗(yàn)過程中膜的產(chǎn)水通量達(dá)到了59kg/m2?h。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了海水淡化的實(shí)驗(yàn)研究,針對各種實(shí)驗(yàn)條件(包括海水溫度、流速、濃度等)對膜產(chǎn)水通量的影響和海水淡化過程中的膜污染進(jìn)行了考察。在適宜的操作條件下膜的淡水通量達(dá)到了46kg/m2?h。 在以上小試實(shí)驗(yàn)研究取得優(yōu)異成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步設(shè)計(jì)、研制和運(yùn)行了一套1m3/日的放大膜蒸餾實(shí)驗(yàn)裝置(單個(gè)膜組件的有效膜面積達(dá)到了1m2),對經(jīng)過初步預(yù)處理的海水進(jìn)行了淡化實(shí)驗(yàn),在給定的條件下膜的產(chǎn)水通量達(dá)到了38kg/m2?h,脫鹽率達(dá)到99%以上,海水的淡水產(chǎn)率達(dá)到75%以上,濃海水的含鹽量可達(dá)到15%以上。運(yùn)行過程中膜及膜蒸餾系統(tǒng)顯示出了良好的抗污染性,膜的再生性強(qiáng)、清洗方法簡單。 總之,本論文通過對所述新型真空膜蒸餾脫鹽過程的研究,深入揭示了膜蒸餾過程的傳質(zhì)、傳熱機(jī)理,最大限度地克服了膜蒸餾過程中的溫度極化效應(yīng)并提高了膜的產(chǎn)水通量;通過對真空膜蒸餾海水淡化實(shí)驗(yàn)室小試和放大實(shí)驗(yàn)研究,證明了真空膜蒸餾是一種非常具有潛力的優(yōu)異的海水淡化方法,具有許多其它海水淡化技術(shù)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。
【圖文】：

Lewis殼圖

圖1-6 Lewis殼圖Fig.1-6 Lewis shellta[99]等人設(shè)計(jì)了三個(gè)膜蒸餾通道的平流型需要網(wǎng)支撐的平板膜流條件下的 DCMD 過程，，發(fā)現(xiàn)支撐網(wǎng)對熱量的傳遞具有較大重影響了跨膜的滲透通量。
【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】：2008
【分類號】：P747

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 呂建國;;國內(nèi)膜蒸餾技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J];甘肅科技;2012年19期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 黃海蘇;熱敏染料廢水處理技術(shù)研究[D];華東理工大學(xué);2012年

2 劉俊;纖維束不均一性對膜組件殼程傳遞性能影響的試驗(yàn)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

3 劉榮玲;多效膜蒸餾過程用于深度濃縮稀鹽酸水溶液的研究[D];天津大學(xué);2012年

本文編號：2660148