膜蒸馏过程传递机理研究进展(Ⅲ)真空膜蒸馏

真空膜蒸馏以其独特的优点而受到越来越广泛的关注,其可应用范围也变得越来越广.对近20年来国内外在真空膜蒸馏方面的研究工作进行了综述,评述了该过程传热传质机理实验研究、理论分析和过程模拟方面的主要研究成果;分析了过程的影响因素(真空度、膜的形态结构、进料温度、进料流速、进料浓度)和临界操作条件对过程的影响.认为有价值的研究工作为膜结构参数的选取、膜组件的优化、膜污染临界操作条件的确定方法和防止膜污染发生的自动控制模型的建立等,力图能为工业应用提供理论指导.     

膜蒸馏过程传递机理研究进展(1)直接接触式膜蒸馏

综述近10多年来国内外发表的有关文献,分析了膜蒸馏过程的特点,评述了直接接触式膜蒸馏过程传热传质机理的研究进展,包括模型的建立、温度极化、浓度极化、传热系数的确定、膜结构的影响、流体力学的影响;并分析了该过程传递机理的研究重点.     

膜蒸馏过程传递机理研究进展(Ⅱ)气隙式膜蒸馏

在国内外近十多年研究成果的基础上,综述气隙式膜蒸馏在传递方面的研究进展.主要阐述气隙式膜蒸馏过程的传热、传质机理,分析了温度、流速、气隙宽度、膜结构参数等因素对传质、传热过程的影响,对未来的研究提出了一些建议.     

渗透膜蒸馏对液/液膜吸收过程的影响

在使用液／液膜吸收技术脱除废水中挥发性污染物的过程中发现，在挥发性污染物被脱除出废水的同时，大量(纯)水也由废水向吸收液迁移，导致了吸收液体积的迅速膨胀．这一现象说明，在液／液膜吸收过程中存在有伴生的渗透膜蒸馏过程．文章探讨了伴生渗透膜蒸馏的产生机理，渗透通量与吸收液浓度的关系，以及对液／液膜吸收过程的产品浓缩、系统操作和传质速率的影响等方面的问题．     

空气隙膜蒸馏机理分析及数学建模

分析了以纯水为工质的空气隙膜蒸馏传质传热过程,提出了间隙冷凝问题,建立了膜通量理论计算模型,并进行数学求解,以实验为基础,验证了模型的正确性.     

液/液膜吸收过程中伴生渗透蒸馏的抑制

着重探讨了抑制液／液膜吸收过程中伴生渗透蒸馏的方法及其影响因素、实验结果表明，采用加热浓溶液、冷却稀溶液的方法，可以有效抑制住液／液膜吸收过程中伴生的渗透蒸馏作用．实验发现，实际所需的浓溶液和稀溶液间的最小抑制温差要高于理论值1．2～2．8倍．膜材料性能、温差极化以及温度对渗透通量的影响是造成这种偏差的主要原因．     

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．     

微孔膜的可压缩性及参数变化对膜蒸馏跨膜传质速率的影响

针对两种聚四氟乙烯膜在膜两侧压差为10～100kPa范围内进行了气体渗透实验,结果表明：实验用膜具有一定的可压缩性,随膜两侧压差的增大,膜孔径r减小,而膜孔隙率与有效厚度的比值ε／τδ是增大的,且其变化幅度随膜厚度的增大而增大,通过求解数学模型方程得到了不同膜参数时直接接触式膜蒸馏和真空膜蒸馏跨膜传质速率的预测值,与相同条件下的膜蒸馏实验测定的传质速率进行对比,结果表明：由膜的可压缩性带来的膜参数变化能够使跨膜传质速率有所增长,采用相近压差下气体渗透实验测定的膜参数能够较准确地预测膜蒸馏的跨膜传质速率。     

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.     

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.     

空气隙膜蒸馏过程传质的强化

采用双向入流的圆形短管膜组件,并将超声激励技术用于膜蒸馏系统,以提高空气隙膜蒸馏通量.以自来水和稀盐溶液为料液,研究冷热溶液温差、空气隙厚度、超声激励和溶液浓度对蒸馏通量的影响.实验结果表明:合理设计膜组件、有效布置溶液的流动和控制实验参数,及超声激励技术,能降低温度极化、浓度极化和膜污染,从而有效提高空气隙膜蒸馏通量.     

渗透蒸发膜及其传质的研究进展

本文在简述渗透蒸发（ＰＶ）的发展历史及技术实施的基础上，着重介绍了ＰＶ膜开发研究的新进展，并对构成其传质过程的两个基本步骤溶解与扩散的研究做了系统的综述，比较和分析了各传质模型的优劣之处，最后指出了ＰＶ过程的良好应用前景。     

真空膜蒸馏过程CFD模拟及膜组件设计

利用计算流体力学模拟软件对真空膜蒸馏过程进行模拟计算.通过自行编写UDF对实验结果进行验证,模拟结果表明,在不同进料温度、进料流量以及渗透侧真空度的影响下,模拟值与实验值均高度吻合,编写的UDF可用于膜组件放大化模拟.对平板真空膜蒸馏组件进行放大设计后模拟发现,当有效过滤面积为0.25 m~2时,平板膜组件最佳长宽比为1∶2,组件内通道高度为7.5 mm,此时渗透通量为6.08 kg/(m~2·h);通过在组件内部增加隔板以加快料液互相渗透,模拟结果表明,隔板最佳高度为3 mm,隔板间距为40 mm,优化后的膜组件渗透通量达到了6.53 kg/(m~2·h),相比初始膜组件提高了10.3%.     

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．     

基于真空膜蒸馏的空调除湿溶液再生实验研究

为解决传统填料塔式溶液再生方法热效率低、受环境影响大、存在飘液等问题,本文提出一种基于真空膜蒸馏的溶液再生方法.通过实验和模拟研究了溶液温度、流速、质量分数以及系统真空度对膜通量、热效率、跨膜传质系数、截留率的影响.结果表明:膜通量随溶液温度、流速、系统真空度的升高而增加,随溶液质量分数的升高而急剧下降,膜通量实验值与...     

膜过程中防治膜污染强化渗透通量技术进展 (Ⅰ)操作策略

介绍了膜过程中防治浓差极化和膜污染，进而提高渗透通量的操作策略．包括控制初始渗透通量，反向放置微孔膜，利用高分子溶液的流变学特性及脉动流操作和鼓泡操作等．     

渗透汽化-蒸馏-酯化反应耦合过程动力学

研究了将渗透汽化与传统的反应蒸馏相结合，用于酯化反应脱水的工艺过程，建立了渗透汽化－蒸馏－酯化反应耦合动力学模型，并分析了膜面积、蒸发量等因素的影响。通过实验测定了渗透汽化的脱水速率及酯化反应速度常数和平衡常数，蒸馏计算程序得到了馏出液组成与实验结果基本一致。     

温度极化对膜蒸馏过程的影响研究

采用直接接触式膜蒸馏，以纯水为料液，考察了材料及结构不同的5种微孔疏水膜的渗透性能．分析结果认为，膜的渗透系数和温度极化系数共同影响着膜通量的大小．实验还考察了料液温度和流率对膜通量及热效率的影响，利用膜及膜两侧边界层内传热传质理论对此进行了分析讨论．因温度极化系数随操作温度变化，可通过控制适宜操作温度获得大膜通量和高热效率．增大料液流率可强化传热，使温度极化减弱，膜通量增加．     

管式气隙膜蒸馏组件结构设计及性能研究

首先以气隙式膜蒸馏为模型,对传质过程的中间气隙层、冷凝管材质及表面积、料液进出口方式等进行研究,提出了一种新型的管式膜蒸馏方式——膜接触式膜蒸馏(M-DCMD);然后配制了1 moL/L的KCl作为模拟料液进行M-DCMD、气隙式(AGMD)、直接接触式(DCMD)膜蒸馏的浓缩循环过程、膜污染以及膜润湿情况的对比研究.研究结果表明,在65℃的操作条件下,消除气隙层使膜通量增加了59.8%;不锈钢冷凝管[导热系数17 W/(m·K)]和铜质冷凝管[导热系数386.4 W/(m·K)]相比PVC冷凝管,膜蒸馏通量分别增加了55%和56%,即膜通量受冷凝管材料的影响显著;冷凝表面积与膜有效工作面积比例从1∶1.77增加至1∶1.24时,膜通量提升了34.3%;在同等条件下脱盐处理时,M-DCMD的抗污染性、抗润湿性等综合性能显著优于AGMD及DCMD.