本文關(guān)鍵詞：中空纖維膜蒸餾高濃度鹽水過程強(qiáng)化及在海水淡化中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)當(dāng)前膜蒸餾(MD)技術(shù)中存在的膜通量低、膜污染、難以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等限制性問題,本文采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜,通過脈沖流、氣液兩相流、以及二者聯(lián)合的方式強(qiáng)化氣掃式膜蒸餾(SGMD)工藝過程,提高傳質(zhì)與抗污性能,有效地延長(zhǎng)膜壽命,主要研究成果如下:(1)在脈沖法強(qiáng)化SGMD工藝中,探究了脈沖參數(shù)對(duì)膜性能的影響,并設(shè)計(jì)L16(45)正交部分析因?qū)嶒?yàn)(OFF)找出影響滲透性能的主次因素,對(duì)比探究脈沖流與穩(wěn)定流對(duì)滲透通量與膜污染的影響。相對(duì)于穩(wěn)定流而言,在較短脈沖時(shí)長(zhǎng)(0.5 s)和較小脈沖頻率(1min-1)條件下,脈沖進(jìn)料能有效地提高滲透通量,為16.08%。L16(45)OFF試驗(yàn)結(jié)果顯示Tf-in為影響滲透通量的主導(dǎo)因素,且最優(yōu)的參數(shù)值組合分別為Qf為50 L·h-1;Tf-in為333 K;Tc為283 K;Qa為0.84 m3·h-1;FF為12.8%。相對(duì)于穩(wěn)定流,脈沖進(jìn)料能有效延遲飽和NaCl溶液(333 K)由于晶體沉積堵塞膜孔而導(dǎo)致通量急劇下降的發(fā)生,且熱效率增加高達(dá)56.7%。膜表面污染物的觀測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。(2)在氣液兩相流強(qiáng)化SGMD工藝中,考察了氣泡參數(shù)對(duì)膜性能的影響。結(jié)果顯示當(dāng)鼓氣間歇時(shí)長(zhǎng)為30 s時(shí),在較長(zhǎng)的鼓氣間歇時(shí)長(zhǎng)(3 min)條件下通量強(qiáng)化比能最有效地提高,為1.52。此外,當(dāng)氣泡流速處于較低水平時(shí),滲透通量隨氣泡流速增加而增加,但最終達(dá)到一個(gè)閾值。當(dāng)氣泡具有較高的相對(duì)濕度(80%)時(shí),滲透通量是未鼓氣組的1.62倍。在間歇鼓氣系統(tǒng)中,當(dāng)氣泡較小(2.2 mm)時(shí),可獲得較高的通量強(qiáng)化效果,同時(shí)能明顯地抑制通量的急劇下降。此結(jié)果與膜表面的污染沉積物的SEM圖相符。(3)在脈沖流耦合氣液兩相流強(qiáng)化SGMD(PG SGMD)工藝中,以高濃度鹽水(333 K飽和NaCl溶液)為進(jìn)料液,考察了重復(fù)性PG SGMD實(shí)驗(yàn)對(duì)MD工藝滲透、疏水性能的影響,并對(duì)比研究了不同強(qiáng)化方法對(duì)滲透通量、膜污染、熱效率的影響。重復(fù)性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)滲透通量的再現(xiàn)性較好,膜的疏水性能也較優(yōu),截留率均高達(dá)99.7%以上。強(qiáng)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)在強(qiáng)化滲透通量方面,GSGMDPSGMDPG SGMD。熱效率分別是29.40%、30.74%、33.05%,相對(duì)穩(wěn)定流SGMD工藝,熱效率分別強(qiáng)化了6.14%、10.99%、19.31%。膜表面沉積層的SEM圖證實(shí)了滲透通量結(jié)果。(4)采用SGMD工藝進(jìn)行海水淡化,探究操作參數(shù)對(duì)膜滲透性能的影響,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程膜的穩(wěn)定性,不同強(qiáng)化方法對(duì)滲透通量、膜污染、熱效率的影響。當(dāng)進(jìn)料流速和進(jìn)料溫度分別為80 L·h-1和353 K時(shí),滲透通量可達(dá)最大值2.0 L·m-2·h-1。在2180 min長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)滲透通量在0-910 min處于較穩(wěn)定水平(~4.5 L·m-2·h-1),但在910-2180 min內(nèi),滲透通量逐漸下降,最后降至2.41 L·m-2·h-1。強(qiáng)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鼓氣通量強(qiáng)化效果最佳,熱效率高達(dá)49.21%,相對(duì)于穩(wěn)定流,增加了27.76%。滲透通量結(jié)果與膜表面形態(tài)的SEM圖相吻合。
【關(guān)鍵詞】：氣掃式膜蒸餾 脈沖流 氣液兩相流 膜污染 海水淡化
【學(xué)位授予單位】：海南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P747;TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 膜蒸餾技術(shù)12-24
• 1.2.1 膜蒸餾技術(shù)簡(jiǎn)介12-14
• 1.2.2 膜蒸餾的基本理論14-19
• 1.2.2.1 膜蒸餾的傳質(zhì)過程14-17
• 1.2.2.2 膜蒸餾的傳熱過程17-19
• 1.2.3 膜材料19-21
• 1.2.4 膜污染21-23
• 1.2.5 疏水膜的潤(rùn)濕現(xiàn)象23-24
• 1.3 中空纖維MD強(qiáng)化方法簡(jiǎn)介24-28
• 1.3.1 膜的改性24-25
• 1.3.2 優(yōu)化膜組件25-26
• 1.3.2.1 改變膜的幾何形態(tài)25
• 1.3.2.2 增置湍流促進(jìn)器25-26
• 1.3.3 強(qiáng)化膜過程26-28
• 1.3.3.1 超聲場(chǎng)強(qiáng)化26-27
• 1.3.3.2 微波場(chǎng)強(qiáng)化27
• 1.3.3.3 鼓氣強(qiáng)化27-28
• 1.4 研究?jī)?nèi)容28-29
• 1.5 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)29-31
• 第二章 脈沖流強(qiáng)化高濃度鹽溶液膜蒸餾過程31-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與裝置31-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備31-32
• 2.1.2 膜與膜組件32
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置32-33
• 2.2 正交部分析因(OFF)試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-36
• 2.2.1 OFF試驗(yàn)簡(jiǎn)介33-34
• 2.2.2 試驗(yàn)指標(biāo)的選擇34
• 2.2.3 OFF試驗(yàn)的因素和水平34-36
• 2.2.4 OFF試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接分析36
• 2.2.4.1 指標(biāo)的求和與均值分析36
• 2.2.4.2 極差分析36
• 2.3 結(jié)果與討論36-42
• 2.3.1 脈沖時(shí)長(zhǎng)對(duì)PSGMD性能的影響36-37
• 2.3.2 脈沖頻率對(duì)PSGMD性能的影響37-38
• 2.3.3 OFF試驗(yàn)結(jié)果分析38-40
• 2.3.3.1 不同因素對(duì)傳質(zhì)效果的影響38-39
• 2.3.3.2 極差分析39-40
• 2.3.4 PSGMD和SSGMD對(duì)比實(shí)驗(yàn)40-42
• 2.3.4.1 滲透通量對(duì)比40-41
• 2.3.4.2 膜污染對(duì)比41-42
• 2.3.4.3 熱效率對(duì)比42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第三章 鼓氣強(qiáng)化高濃度鹽溶液膜蒸餾過程43-53
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法44
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備44
• 3.1.2 膜與膜組件44
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置44
• 3.2 氣液兩相流簡(jiǎn)介44-45
• 3.3 氣泡參數(shù)對(duì)GSGMD過程的影響45-48
• 3.3.1 氣泡鼓歇比強(qiáng)化傳質(zhì)效果的影響45-46
• 3.3.2 氣泡流速對(duì)強(qiáng)化傳質(zhì)效果的影響46-48
• 3.4 氣泡大小對(duì)間歇GSGMD過程的影響48-52
• 3.4.1 滲透通量對(duì)比48-49
• 3.4.2 膜污染控制對(duì)比49-51
• 3.4.3 熱效率對(duì)比51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 脈沖流耦合鼓氣強(qiáng)化高濃度鹽溶液膜蒸餾過程53-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法53-54
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備54
• 4.1.2 膜與膜組件54
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置54
• 4.2 P&G SGMD重復(fù)性實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝性能的影響54-55
• 4.2.1 對(duì)滲透通量的影響54
• 4.2.2 對(duì)滲透液電導(dǎo)率和截留率的影響54-55
• 4.3 不同強(qiáng)化方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)55-58
• 4.3.1 滲透通量對(duì)比55-56
• 4.3.2 膜污染控制對(duì)比56-58
• 4.3.3 熱效率對(duì)比58
• 4.4 本章小結(jié)58-61
• 第五章 氣掃式膜蒸餾海水淡化實(shí)驗(yàn)的研究61-69
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法61
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備61
• 5.1.2 膜與膜組件61
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置61
• 5.2 操作參數(shù)對(duì)氣掃式膜蒸餾過程的影響61-63
• 5.2.1 進(jìn)料流速對(duì)膜性能的影響61-62
• 5.2.2 進(jìn)料溫度對(duì)膜性能的影響62-63
• 5.3 膜的穩(wěn)定性能考察63-64
• 5.4 不同強(qiáng)化方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)64-67
• 5.4.1 滲透通量對(duì)比64-66
• 5.4.2 膜污染控制對(duì)比66-67
• 5.4.3 熱效率對(duì)比67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-73
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-73
• 參考文獻(xiàn)73-83
• 附錄一 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果83-85
• 致謝85-86
• 學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議86

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳庸烈,衛(wèi)永弟,劉靜芝,徐紀(jì)平;膜蒸餾技術(shù)處理人參露和洗參水的實(shí)驗(yàn)研究[J];科學(xué)通報(bào);1988年10期

2 靳軍寶;秦英杰;王奔;王彬;崔東勝;劉立強(qiáng);;高溫多效膜蒸餾用于處理高鹽溶液的實(shí)驗(yàn)研究[J];化學(xué)工業(yè)與工程;2014年02期

3 劉光良,朱之墀,黃東濤;空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)中超聲應(yīng)用研究[J];聲學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

4 黃海;陳旭東;王宇;丁忠偉;楊祖榮;;將膜蒸餾技術(shù)引入化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2007年05期

5 周先桃;賈磊;孔瑩煌;吳錦毅;蔡俊;;干濕壁溫差推動(dòng)膜蒸餾海水淡化過程的實(shí)驗(yàn)研究[J];膜科學(xué)與技術(shù);2012年05期

6 高虹;殷文其;楊曉宏;田瑞;;太陽(yáng)能膜蒸餾淡化系統(tǒng)試驗(yàn)及熱性能分析[J];可再生能源;2013年03期

7 王贊社;顧兆林;馮詩(shī)愚;李云;;膜蒸餾技術(shù)在能量轉(zhuǎn)換過程中的應(yīng)用:基礎(chǔ)與展望[J];科學(xué)通報(bào);2009年14期

8 林曉,孔瑛,陳捷,吳庸烈,徐紀(jì)平;等離子體聚合改性親水微孔膜用于膜蒸餾——硝酸纖維素膜的表面疏水化[J];科學(xué)通報(bào);1992年08期

9 田瑞;;太陽(yáng)能膜蒸餾淡化水系統(tǒng)研究進(jìn)展[J];膜科學(xué)與技術(shù);2011年03期

10 方嘯宇;;薄膜蒸餾領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)綜述[J];中國(guó)科技信息;2014年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 呂曉龍;;膜蒸餾過程探討[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

2 余獻(xiàn)國(guó);;膜蒸餾應(yīng)用領(lǐng)域與材料及設(shè)備集成化研究[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

3 吳莉莉;李昕;趙之平;;超聲波強(qiáng)化膜蒸餾研究進(jìn)展[A];中國(guó)化工學(xué)會(huì)2009年年會(huì)暨第三屆全國(guó)石油和化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排技術(shù)論壇會(huì)議論文集（上）[C];2009年

4 楊座國(guó);劉典;;真空膜蒸餾過程的模擬研究[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會(huì)2011年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 吳庸烈;;膜蒸餾技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)展[A];中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2003年

6 紀(jì)仲光;王軍;侯得印;尹子飛;;微波輔助真空膜蒸餾試驗(yàn)研究[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

7 韓懷遠(yuǎn);高啟君;呂曉龍;武春瑞;賈悅;王暄;陳華艷;;封閉式熱泵循環(huán)的真空膜蒸餾過程研究[A];第四屆中國(guó)膜科學(xué)與技術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2010年

8 呂曉龍;武春瑞;高啟君;陳華艷;賈悅;王暄;;膜蒸餾技術(shù)進(jìn)展[A];第五屆全國(guó)醫(yī)藥行業(yè)膜分離技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2012年

9 潘林梅;郭立瑋;;膜蒸餾技術(shù)在中藥提取液濃縮工序中的應(yīng)用問題探討[A];第五屆全國(guó)醫(yī)藥行業(yè)膜分離技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2012年

10 呂曉龍;;膜蒸餾技術(shù)應(yīng)用研究[A];第四屆全國(guó)膜分離技術(shù)在冶金工業(yè)中應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 關(guān)云山;膜蒸餾—結(jié)晶耦合從鹽湖鹵水制備KCl的研究[D];山西大學(xué);2015年

2 劉建軍;以秸稈為原料生產(chǎn)生物丁醇過程中關(guān)鍵問題的研究[D];天津大學(xué);2015年

3 王子銥;應(yīng)用于膜蒸餾過程的PVDF中空纖維膜的制備及超疏水改性[D];天津大學(xué);2015年

4 王俊偉;氮化硅基陶瓷膜的制備及膜蒸餾應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 劉乾亮;膜蒸餾工藝處理高濃度氨氮廢水的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

6 田瑞;高通量空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)的機(jī)理及應(yīng)用研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2008年

7 杜軍;減壓膜蒸餾及其分離含鉻溶液的研究[D];重慶大學(xué);2002年

8 王宏濤;錯(cuò)流式減壓膜蒸餾過程分析及組件放大特性研究[D];天津大學(xué);2012年

9 王麗;減壓膜蒸餾節(jié)能過程應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];天津大學(xué);2013年

10 唐建軍;減壓膜蒸餾應(yīng)用于稀土冶金資源綜合回收的研究[D];中南大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 田苗苗;高通量、耐污染、超疏水的膜蒸餾用膜的制備及應(yīng)用研究[D];鄭州大學(xué);2015年

2 魏文龍;熱電制冷膜蒸餾系統(tǒng)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

3 姜?dú)J亮;PVDF靜電紡絲納米纖維疏水膜的制備及其膜蒸餾特性研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 金暢;膜蒸餾技術(shù)處理放射性廢水研究[D];南華大學(xué);2015年

5 劉芮;新型熱回收式組合膜蒸餾組件的研究[D];天津大學(xué);2014年

6 王平;多效膜蒸餾用于濃縮多種無(wú)機(jī)鹽水溶液和反滲透濃水[D];天津大學(xué);2014年

7 劉晶;多效膜蒸餾技術(shù)用于氫氧化鈉稀溶液和地下鹽鹵的濃縮[D];天津大學(xué);2014年

8 喬穩(wěn);基于聚四氟乙烯中空纖維膜的太陽(yáng)能膜蒸餾海水淡化器研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

9 靳輝;基于聚四氟乙烯中空纖維膜的空氣間隙式膜蒸餾研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

10 蘇華;基于PVDF納米纖維膜的膜蒸餾技術(shù)處理印染廢水的研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：中空纖維膜蒸餾高濃度鹽水過程強(qiáng)化及在海水淡化中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：279377