化工原理实验

膜蒸馏实验

姓名 王超 班级 化工11101 学号 201102670 序号 12

一．实验目的

Ⅰ. 认识和理解膜蒸馏的工作原理；

Ⅱ. 测定直接接触式膜蒸馏（DCMD，direct contact membrane distillation）的跨膜通量和膜蒸馏系数，并认识其随温度的变化规律。

Ⅲ. 测定真空膜蒸馏（VMD，vacuum membrane ditilltion ）的跨膜通量和传热系数，并认识其随流量的变化规律。

Ⅳ. 学会物性数据的查阅、计算方法，了解制冷系统工作原理。 二、实验原理

本装置采用疏水膜，在平面膜组件中进行DCMD和VMD实验。在DCMD实验中，

于不同温度下测定跨膜通量，并根据测量结果计算膜蒸馏系数；在VMD实验中，于不同流量下测定跨膜通量，并根据测量结果计算膜组件的传热系数。本实验引入了计算机在线数据采集技术和数据处理技术，加快了数据记录与处理的速度。

(1)直接接触式膜蒸馏的实验原理

膜蒸馏技术是膜技术与常规蒸馏技术结合的产物，它是利用挥发性组分在膜两侧的蒸汽压差实现该组分的跨膜传质。 直接接触式膜蒸馏原理如图所示。温度不同 的两股水流分别与膜两侧直接接触，形成膜表面

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的热测和冷侧。热测表面的水蒸气分压高于其在冷侧膜表面之值，在此压差的作用下，水蒸气分

子发生跨膜传质现象，到达冷侧膜表面，并在此 冷凝。这样，可通过测定一定时间内热测料液质 量的变化量得到DCMD的跨膜传质速率N(跨膜通 量)。

膜通量是指膜蒸馏过程中单位时间内通过单位膜面积蒸发掉的水的质量。膜蒸

馏实验过程中，由于水透过膜的蒸发作用，热水槽中的贮水量随时间减少（实验装置中是将热水槽位于电子天平上的），即电子天平的示数减小。实验中，当温度稳定一段时间后，启动秒表，同时读取并记录此时天平示数m1（单位：g）；经过3～5min，停秒表，同时读取并记录此时天平示数m2和秒表走过的时间τ。

膜通量的计算方法如下：

其中，A为实验所用膜的有效面积，此装置A=0.005m2；膜通量N的单位为g/(m2 s)。