膜蒸馏传质强化研究

以纯水和ＮａＣｌ水溶液为实验物系,采用聚丙烯中空纤维微孔膜分别进行了渗透膜蒸馏、纯水介质膜蒸馏和盐水强化膜蒸馏实验研究,考察了盐水浓度和操作温度对膜蒸馏传质通量和热效率的影响,并对３种形式膜蒸馏的实验数据进行了对比．结果表明,盐水强化措施可以有效地提高膜蒸馏传质通量,并使过程的热效率显著提高．     

膜蒸馏在冶金工业中的应用前景

膜蒸馏是一种新型的膜分离技术.介绍了膜蒸馏过程的基本概念、特征以及膜蒸馏的工艺过程及影响因素,并介绍了国内对膜蒸馏技术在冶金工业生产中的应用研究情况.在此基础上提出了膜蒸馏存在的一些问题及未来的发展方向.     

CF_4等离子体改性超疏水膜蒸馏膜材料

膜蒸馏膜的疏水性是控制出水品质和过程运行稳定性的关键之一.本文系统总结了本课题组采用CF4等离子体对亲水、疏水膜材料进行疏水改性用于膜蒸馏的研究进展,描述了CF4等离子体的改性机理及疏水改性膜的直接接触式膜蒸馏过程的性能等.对超疏水改性对膜性能影响的机理进行了探索,发现(超)疏水改性可提高膜蒸馏过程的有效蒸发面积,从而提高膜蒸馏过程的热效率和通量,为制备高性能新型蒸馏膜材料提供了新思路.     

面向应用的膜蒸馏过程再探讨

讨论了膜蒸馏涉及的膜材料特性和应用中面临的问题.膜蒸馏过程实质属于传热控制过程,研究膜蒸馏过程的重点在于研究膜蒸馏过程中热量的传递与回收.吸收膜蒸馏传质过程无相变热损失,疏水膜兼具有传质与导热双重作用.采用曝气膜蒸馏工艺对反渗透浓水进行了连续高倍率浓缩,膜组件没有发生亲水化和膜污染问题,说明曝气膜蒸馏工艺在高盐度、易结垢的废水深度浓缩方面具有较好的应用潜力.水膜阻力本质是气体穿过多孔膜表面的气/液两相界面所需克服的界面张力,除了与膜材料本体特性、膜表面结构等因数有关外,还与气体传输方向有关.与传统中空纤维膜相比,设计的异形中空纤维多孔膜,断裂强力有很大的提高.将热泵技术与减压膜蒸馏过程耦合,热泵制热系数COP与蒸发器流速、冷凝器流速和膜蒸馏通量之间存在显著相关性.     

膜蒸馏过程探讨

讨论了膜蒸馏涉及的膜材料特性.提出水膜阻力概念,认为疏水膜材料结构的优化与膜蒸馏工艺有关.提出鼓泡膜蒸馏方法,在热流体中鼓入空气气泡,由气液两相流效应来强化热流体的扰动.提出透气膜蒸馏方法,通过气体的吹扫夹带作用,使膜孔内水蒸气的传质由低效的扩散转为高效的对流机理.提出曝气膜蒸发方法,利用不同温度的空气吸湿原理进行膜曝气.将膜蒸馏过程与化学除硬度、超滤耦合,可除去结垢性钙镁离子;将膜蒸馏过程与气浮絮凝过程耦合,可除去有机污染物,实现高倍率浓缩.提出多效膜蒸馏方法,膜组件兼有蒸发与换热功能,使膜蒸馏过程中的水蒸气冷凝与原水加热过程耦合,可以实现低成本的膜蒸馏过程.     

料液强化流动对气扫式膜蒸馏影响的实验研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件,对比研究稳定流气扫式膜蒸馏(SSGMD)、脉冲流气扫式膜蒸馏(PSGMD)、鼓气流气扫式膜蒸馏(GSGMD)、鼓气流和脉冲流结合式(PG SGMD)4种膜蒸馏模式,以膜的渗透性能、膜污染状况、热效率为指标,判断4种模式的优越性.研究了SSGMD膜蒸馏过程中进料温度(T_(f-in))和进料流量(Q_f)对膜通量(J)的影响,选择了最佳的条件,对比4种膜蒸馏方法在膜蒸馏过程中膜的渗透性能、膜表面污染情况、热效率.结果表明,采用SSGMD工艺,J随Q_f、T_(f-in)的增大而增大;在4种膜蒸馏过程中,GSGMD过程中膜通量相对最大、热效率最高(49.21%)、膜的污染最小.     

超声波-减压膜蒸馏组合技术处理甲基橙溶液的研究

将超声波与减压膜蒸馏技术相结合,采用聚丙烯(PP)中空纤维膜,研究了超声波促进作用下减压膜蒸馏法处理高浓度甲基橙溶液的分离性能.实验结果表明,超声波有利于减轻减压膜蒸馏过程的膜污染,提高分离性能;进料甲基橙溶液浓度600 mg/L时,超声波提高减压膜蒸馏过程的膜通量达44.87%;同时,超声波-减压膜蒸馏组合技术较减压膜蒸馏过程有更大的COD去除率.     

膜蒸馏技术在溶液蓄能中的应用

本文以太阳能热利用和蓄能技术为研究背景,提出了一种基于膜蒸馏的太阳能溶液蓄能模式。采用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜为膜蒸馏材料,基于膜蒸馏常温操作、小温差大传热面积的特点,利用膜材料微观上的高比表面积和单位体积的高接触面积为载体,选取50%溴化锂溶液为工质,以减压膜蒸馏的方式进行溶液浓缩和潜能存储,浓缩后的溶液可作为吸收式热力系统的工质。为此,针对50%的溴化锂溶液进行了减压膜蒸馏实验,对不同溶液温度、溶液流量在不同真空度下进行减压膜蒸馏实验,得到了3组实验数据。根据实验结果,对膜蒸馏式溶液蓄能系统进行分析,结果表明:蓄能密度可以达到245 kJ/kg,单位面积的膜组件可以产生0.27~0.40 kW的蓄能量,膜蒸馏式溶液蓄能为太阳能利用、吸收式热力系统和蓄能技术提供了一种新的应用方法和途径。     

能量回收式膜蒸馏组件的设计和性能

针对膜蒸馏过程热效率低、耗能高的问题,设计了新型能量回收式膜蒸馏组件,其特点是膜蒸馏组件由中空纤维膜、换热管和隔网组成,通过换热管回收膜蒸馏过程的能量,通过隔网将中空纤维膜和换热管隔开,减少了膜蒸馏过程中热传导传递的热量,采用新型能量回收式膜蒸馏组件对质量分数3.0%的氯化钠溶液进行浓缩实验,考察膜管比例、组件长度以及空气隙宽度对膜蒸馏过程膜通量、造水比和热效率影响.实验结果表明,在原料液进料温度T1为40.0℃,T3为90.0℃,流量为10.0L/h,气隙间隙为0.5mm,换热管根数Nd/中空纤维膜根数Nm为2∶1时,膜通量为3.1kg/(m2·h),造水比为4.3,热效率为85%.     

PVDF螺旋卷式膜组件制备及真空膜蒸馏性能研究

真空膜蒸馏工艺作为一种具有良好应用前景的膜蒸馏操作方式得到了广泛的研究.当前常用于真空膜蒸馏研究的膜组件包括平板式、管式和中空纤维式.尝试制备了一种用于真空膜蒸馏的螺旋卷式膜组件,通过试验对自制组件的性能进行了研究,证实了卷式膜组件真空膜蒸馏操作的可行性.在真空度为-0.092 MPa,温度为67.7℃的操作条件下,得到了10.43 kg/(m2·h)的通量.通过试验比较了所制备卷式膜的通量与膜材料本底通量的差别,并对所存在的问题进行了分析.     

中空纤维膜膜蒸馏过程研究进展

膜蒸馏技术以其极高的截留率和温和的操作条件等优势成为膜分离技术中一个重要的分支,并成功应用于海水苦咸水淡化、工业废水处理及食品加工等领域。中空纤维膜以其高的装填密度和自支撑结构极大地降低了传质阻力,从而实现膜蒸馏过程中的高通量和高选择性。近年来,随着膜蒸馏用中空纤维膜制备技术的日益扩充和成熟,限制其工业化发展的膜蒸馏过程因素如中空纤维膜组件的设计和优化、使用过程中出现的膜表面结垢及膜污染等也逐渐得到重视。文中从中空纤维膜组件优化、膜污染、组合工艺及应用等方面综述了中空纤维膜膜蒸馏过程的研究进展,并对其膜蒸馏过程中亟待深入研究的内容和其应用前景进行了展望。     

膜蒸馏技术及其应用进展

引用近期发表有关文献，较全面地介绍了膜蒸馏过程的基本概念、特征、研究的现状、应用研究情况，同时包括了与膜蒸馏相关的膜过程，并对膜蒸馏技术的发展趋势作了简要的评述．     

太阳能自动跟踪膜蒸馏系统实验研究

搭建设计了太阳能自动跟踪膜蒸馏系统,自制配比苦咸水,在不同膜蒸馏方式下观测膜蒸馏对离子的截留效果,研究了流体温度、流量、真空度以及并联膜组件对真空膜蒸馏过程性能的影响.其次,在不同跟踪方式下对集热器换热性能进行测试,并研究了太阳辐照量对光伏组件的影响.最后,对系统性能随太阳辐照度的变化进行了测试分析.结果表明,膜蒸馏截留率均保持在97%以上;膜通量随温度、真空度的增大而增大,流量对膜通量影响较小;并联膜组件产水量是单支膜组件产水量的2倍.真空集热器与保温水箱的最佳循环流量200 L/h;自动跟踪方式集热量较大;光伏组件的输出功率与太阳辐照度成正比.采用真空式膜蒸馏在自动跟踪方式下,当太阳能集热器面积为1.82 m²,光伏板面积为6.5 m²时,最大膜通量为7.70 kg/(m²·h),膜蒸馏产水量最大为462.27 g/h.     

热电制冷在空气隙膜蒸馏系统中的应用研究

设计了一种采用热电制冷的并接式空气隙膜蒸馏系统,以热电制冷替代机械式制冷为膜蒸馏过程提供冷量。通过对膜蒸馏过程与热电制冷的匹配研究,给出了最佳匹配工况的基本要求。制作了具有水冷散热热电制冷的膜蒸馏冷腔,对单片热电制冷器采用风冷散冷的制冷性能进行研究,结果表明：一定热端散热强度下,热电制冷膜蒸馏冷腔的冷面温度可满足膜蒸馏运行;当热端循环水进口温度为20℃、流量为100L/h、风机风量为660m3/h、热电制冷器工作电流为5.5A时,热电制冷量为87.1W,制冷效率为1.3,二者均为最大值,且预测相应理论蒸馏通量为40kg/（m2?h）。研究结果为小型太阳能热电制冷空气隙膜蒸馏系统的理论研究和实际应用奠定了基础。     

膜蒸馏研究的新进展

对９０年代以来膜蒸馏工艺过程的影响因素、过程机理以及膜蒸馏用膜材料及膜结构几方面的研究和进展进行了综述。在此基础上提出了模蒸馏的研究方向。     

膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中的应用

作为一种新型的气液分离技术,近年来膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中已得到了应用.本文简述吸收式制冷的原理、膜蒸馏技术的传热传质机理基础上,综述膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中溶液换热器、发生器、吸收器三大部件中的应用现状和研究进展,并展望未来该领域可开展的主要研发工作,为膜蒸馏技术在吸收式制冷系统中的应用提供参考.     

膜蒸馏海水淡化研究

研制了聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜,并用减压膜蒸馏技术进行了海水淡化实验室试验及中间试验．海水温度在５５℃,经一次过程,脱盐率大于９９．７%,膜通量大于５ｋｇ/(ｍ２·ｈ)．试验数据表明,微孔膜的孔径与孔隙率,以及膜组件和膜装置的结构设计对膜蒸馏过程有重大影响．同时,研究了海水温度、真空度、流量等因素对膜蒸馏过程的作用．     

减压膜蒸馏技术在污水处理中的研究应用进展

减压膜蒸馏（VMD）技术是在污水处理中发挥重要作用的一项新型膜分离过程,该技术是将膜技术与传统蒸馏技术结合的绿色水处理技术,VMD具有膜通量大,成本低,分离效果好等优点。本文综述了减压膜蒸馏技术的工作原理、特点及其与其他相似膜分离过程的区别,介绍了减压膜蒸馏在污水处理中的研究应用进展,展望了这种新型水处理技术的应用前景。     

太阳能膜蒸馏热工质加热系统CFD计算分析

对太阳能膜蒸馏热工质加热系统进行了简化,建立加装导流板的全玻璃太阳能膜蒸馏热工质加热系统的物理模型,该模型包括全玻璃太阳能集热系统和膜蒸馏热腔两部分,提出二者的耦合集成点,得出耦合边界条件及其非稳态流动的设定方法,建立了太阳能膜蒸馏系统的三维非稳态CFD(计算流体动力学)计算模型,得出求解方法及思路,得到太阳能集热器联接管出口流体温度和流量的变化规律,与膜蒸馏热腔模型耦合计算,得出非稳态情况下膜通量与太阳能辐照强度的变化规律,为下一步太阳能利用与膜蒸馏的耦合优化奠定基础.     

膜蒸馏技术应用最新研究进展

作为一种新型热驱动膜分离技术,膜蒸馏具有相较于传统蒸馏及压力驱动膜分离技术更低的操作压力和温度,可充分利用工业余热、地热和太阳能等能源为其提供热动力,再加之其理论上100％的截留性能,使膜蒸馏成为极具吸引力的膜分离技术,已广泛应用于水处理、食品、医药和特种分离等领域.对近年来国内外膜蒸馏应用现状进行综述,并提出膜蒸馏在...