国内膜蒸馏技术应用现状(2)

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甘肃科技第２８卷

具有以高效的小型组件构成大规模生产体系的灵括性。

１．２．３膜蒸馏的弱点

１）膜蒸馏是一个有相变的膜过程，汽化潜热降

低了热能的利用率。所以在组件的设计上必需考虑到潜热的回收，以尽可能减少热能的损耗，与其他膜

过程相比，膜蒸馏在有廉价能源可利用的情况下才

更有实用意义。

２）膜蒸馏与制备纯水的其他膜过程相比通量较小，所以目前尚未实现在工业生产中应用，如何提

高膜蒸馏的通量也就成为一个重要的研究课题。

３）膜蒸馏采用疏水微孔膜，与亲水膜相比在膜

材料和制备工艺的选择方面局限性较大。

膜蒸馏技术在海水淡化中的应用

最初，膜蒸馏技术的开发是以海水淡化为目的

的，所以有关于膜蒸馏分离技术用于海水淡化的研赵晶等’５１利用膜蒸馏技术对三种膜蒸馏过程王宏涛［６川进行了真空膜蒸馏脱盐过程及海水ｍ３／ｄ的放大膜蒸馏实验装置，初步进行了万方数据

比流经管程能够获得的更高的膜产水通量。当料液

流经壳程时，进料液体与纤维之间形成错流，很大程

度上减小了膜表面温度边界层的厚度，削弱了温度

极化效应，从而增大了边界层的传质系数，较大程度上改善和提高了膜的产水通量。他们还采用错流式减压膜蒸馏海水淡化试验研究。利用聚丙烯（ＰＰ）

中空纤维膜制作了矩形中空纤维膜组件进行减压膜

蒸馏海水淡化试验，考察了不同操作条件对膜通量的影响以及膜通量的衰减和膜污染情况，探讨了海水膜蒸馏的操作条件一膜通量曲线的特征。试验过

程中获得了比较高的膜通量，最高膜通量达到了

郝高峰¨’以沟流效应为理论依据，对组件封装目前，在我国采用膜分离技术进行苦咸水淡化，李玲等¨叫对罗布泊地下苦咸水采用减压膜蒸

４６ｋｇ，／（Ｉ＇１１２ ｈ），产水电导率保持在１０ｔ３ｐＳ／ｃｍ以下，

过程的脱盐率保持在９９．９９％以上。

２膜蒸馏技术的应用

２．１

分率与跨膜通量之问的关系做了定性分析。通过改

变组件有效长度和组件内径的方式制得了一系列膜面积相同而封装分率不同的中空纤维膜组件，通过

究前几年报道较多”Ｊ，近几年利用膜蒸馏进行海水

对比实验发现在相同实验条件下，随着封装分率的

提高，流体分布更加趋于均匀，沟流效应降低，跨膜

淡化研究的工作是在以前研究工作的基础上进行了

深入的研究。

通量增加。也正是由于膜丝的非均匀分布，才使得热料液走管程和走壳程两种操作方式存在一定的差

异。对一系列膜面积不同的组件进行了对比实验，发现在相同的实验条件下，组件跨膜通量随膜面积

进行了比较。采用聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）中空纤维疏

水微孔膜，以质量分数３．５％ＮａＣｌ水溶液为模拟海

的增加明显下降，而总产量则有所增加。

２．２膜蒸馏技术在苦咸水淡化中的应用

可以解决饮用水和工业生产的急需。以西北地区为

水测试液，进行膜蒸馏脱盐实验。比较了真空

（ＶＭＤ）、气扫式（ＳＧＭＤ）和直接接触膜蒸馏（ＤＣ—ＭＤ）过程的脱盐性能，考察了料液温度、流速、浓度以及冷侧冷凝条件等操作条件对过程性能的影响。结果表明：ＶＭＤ过程的产水通量最高，达到２１．８Ｌ／（ｍ２ ｈ）；ＤＣＭＤ次之，ＳＧＭＤ最小。三种ＭＤ过程的渗透通量均随料液温度的升高而增大，

例，土地占全国的Ｉ／３，但单位面积水资源总量仅为

全国平均值的１／５，且大量水为地下高中盐度苦咸

水，无法直接饮用，成为经济发展的最大制约因素之

一。而膜分离技术因其无相变、高效、节能、工艺简单等特点，在我国水资源持续发展战略中起着越来越重要的作用一－。

随料液浓度的增加而降低；ＳＧＭＤ和ＶＭＤ过程通量分别随冷侧气体流速和真空度增加而提高，而ＤＣ—ＭＤ过程通量则几乎不随冷却水流速变化而改变。ＳＧＭＤ、ＤＣＭＤ和ＶＭＤ过程的脱盐率分别为９９．９７％、９９．９８％和９９．９９％，几乎不随操作条件而

改变。

馏技术进行了淡化研究。他们考察了减压膜蒸馏淡化高浓度盐溶液过程中料液温度、浓度、冷侧真空度

淡化的实验室研究，并在此基础上设计、研制和运行了一套ｌ膜蒸馏海水淡化的可行性实验和分析研究。在膜蒸馏实验研究中，设计和制备了错流式中空纤维膜组件，对料液的最优走向进行了较系统的研究，结果表明：在实验条件相同或相近的情况下，料液流经壳程

对膜通量及截留率的影响，结果表明：温度与膜的渗透通量成指数关系；浓度对膜渗透通量的影响呈倒Ｓ形；冷侧真空度拐点后膜的通量与膜两侧水蒸汽分压平方根的差成直线关系，这种关系说明了水蒸汽在膜孔内的传质过程是以扩散为主；将减压膜蒸

馏过程应用于新疆某地下电导率达到１０２５００ｐ．ｓ／ｃｍ的地下苦咸水淡化处理，可获得馏出液电导率均小

于１０ｉ．ｔａ／ｅｍ的较好效果。设计了出水量约为１岔／ｈ