吸收膜蒸馏的传热传质过程

由于吸收膜蒸馏系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传热过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程,本文尝试开展吸收膜蒸馏法海水淡化研究。首先分别以葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液为吸收液进行吸收膜蒸馏海水淡化实验,结果表明氯化钙吸收液时的膜通量明显高于葡萄糖吸收液时的膜通量。其次建立了吸收膜蒸馏过程的质量和热量传递模型,并对模型进行了计算,模型计算值与实验值非常接近。最后对葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液分别作吸收液时对传质系数和极化现象的影响进行了计算分析,结果显示,氯化钙水溶液作吸收液时传质系数约为葡萄糖水溶液的1.7倍;且极化现象造成的蒸气压力差减小的值为后者的1/4左右。     

减压膜蒸馏传热传质过程

对减压膜蒸馏传热传质机理进行了研究,在已有理论模型的基础上,考虑温度极化和浓差极化的影响,引入减压膜蒸馏传热传质理论模型,并对模型进行了计算,结果表明:随温度的升高,传质系数Km升高,温度极化系数TPC减小,浓差极化系数CPC增大,通量呈近指数倍增加;随流速的增加.TPC增大,膜表面传热系数hf增大,CPC略有降低,K...     

气扫式膜蒸馏传质传热过程

对气扫式膜蒸馏（SGMD）的热量和质量传递机理进行了研究,建立了该过程的热量和质量传递模型,并对模型进行了计算,得出了吹扫气流速、组件长度、进料流速和进料温度对膜通量的影响。通过实验对模型计算结果进行了验证。实验结果表明模型计算值与实验值非常接近。随吹扫气流速的增大,通量先增加然后趋近于平衡。组件长度越短通量越高。进料流速对通量的影响很小,随膜丝内Reynolds数的增加,通量稍有增加,随进料温度的升高,通量呈指数倍增加。     

吸收膜蒸馏淡化海水研究

针对吸收膜蒸馏(OD)系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传质过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程这一设想,尝试开展OD法海水淡化研究。以葡萄糖水溶液为吸收液,考察了温度、料液及吸收液流速、吸收液含量等参数对OD过程的影响。结果表明,随温度的升高,膜通量增大明显;随吸收液和料液流速的增大,膜通量增大,且料液浓缩倍数较小、含量较低时,吸收液流速相对料液流速,对通量的影响更大,反之,料液浓缩倍数较大、含量较高时,料液流速的影响更大;随着吸收液含量的增大,膜通量也相应增大。试验过程中未发生疏水膜的亲水化渗漏现象。     

竖直管外降膜吸收传热传质过程强化的研究

对LiBr溶液在光滑管和四种换热强化管竖直管外降膜吸收过程进行了实验研究，得到了实验条件下的最佳管型，分析了非绝热吸收过程中传热传质相互作用，相互影响的关系，建立了竖直管外降膜吸收热－质传递过程的数学模型，并对该过程进行了数值计算，模型计算值与实验结果的比较证明该模型具有较好的适用性。     

膜蒸馏

膜蒸馏(Membrane Distillation)是蒸馏法和膜法相结合的分离过程,具有相态变化,为近年来迅速发展起来的一种新型膜分离技术。它利用疏水性微孔膜提供很大的传质表面来实现水溶液汽化和传质的分离过程。其传质推动力是膜热侧和冷侧水溶液间的温度差所引起的传递组份的气相压差。膜蒸馏的优点:在常压和稍高于常温下操作,可充分利用废热或低温余热,从浓度很高的盐水中制取淡水,设备简单、操作方便,易于放大等,而引起各方重视。     

膜蒸馏跨膜传质过程的新模型--TPKPT

以纯水为介质,用直接接触式膜蒸馏测定了材料或性能参数不同的三种孔疏水膜在不同温度下的渗透通量。根据测量结果计算出了各种膜在不同温度下的渗透系数,发现渗透系数均随着温度的升高而升高;这一结果说明Poiseuille流动在跨膜传质中起着非常重要的作用。据此提出了Knudsen扩散－Poiseuille流动两参数跨膜传质模型,即TPKPT模型。用此模型拟合实验数据,得到了三种实验用膜的模型参数。用这些模型参数计算膜在不同温度下的渗透系数,其值与实验测量值吻合较好,说明TPKPT模型能较好地描述膜蒸馏的跨膜传质过程。     

膜蒸馏跨膜传热过程的火积分析

膜通量是评价膜蒸馏技术优劣的重要指标,膜蒸馏过程的热能损失与低膜通量情况严重阻碍了膜蒸馏技术的工业化.火积理论主要用来分析热量传递过程的不可逆性,进而达到优化传热的目的.膜蒸馏过程为液气相变的过程,通过火积耗散理论,建立膜蒸馏系统稳态相变传热过程的火积平衡方程,在此基础上对膜蒸馏系统跨膜传热过程进行火积分析,推导出了膜...     

真空膜蒸馏过程膜参数模拟计算

为了研究膜材料对透过通量的影响,文章建立了真空膜蒸馏过程的微观传热传质模型,并利用该模型对文献中的实验数据进行了模拟,得到了比较满意的结果。进而对不同条件下膜的长度、厚度、内径以及曲折因子、传质系数进行了模拟计算,并讨论了不同膜参数对膜透过通量的影响,为真空膜蒸馏过程中膜材料的选取及合理利用提供一定的理论依据。     

新型膜蒸馏传质回热的吸收式制冷循环

提出了传质回热吸收式制冷循环,该循环在溶液回热过程中引入膜蒸馏技术,将传统吸收式制冷循环中的溶液等浓度回热过程转变为溶液变浓度回热过程。同传统吸收式制冷循环相比,该循环的发生过程向低温区移动,这对于低品位热能的利用以及提高吸收式制冷装置的热效率具有重要意义。传质回热器采用直接接触式膜蒸馏传质传热技术是可行的,传质回热吸收式制冷的理论循环与理想循环的偏差是由膜蒸馏传质回热器膜两侧溶液的蒸汽压差和膜导热引起的。     

Understanding and enhancing the direct contact membrane distillation performance by modified heat transfer correlation

The sensitivity of direct contact membrane distillation to feed temperatures and feed flow rate is investigated experimentally. At very low flow rates, the process becomes heat transfer limited where the thermal energy of the aqueous feed solution is lost by the conduction resistance minimizing the distillate production. At high flow rates, the film heat transfer coefficient for both liquid solutions increases, creating a larger temperature difference across the membrane boundaries. Hence, the mass fluxes increase linearly with the water flow rate. These findings are also assessed by simulating the heat and mass transfer equations that describe the membrane distillation (MD) thermo-physical operation. It is found that the underlying physics of the MD module must faithfully capture and explain the true process behaviour. Hence, a modified correlation for the Nusselt number is developed and tested.     

膜蒸馏技术研究及应用进展

膜蒸馏作为一种新型分离技术,具有操作温度低、设备简单、脱盐率高等特点,在海水淡化、苦咸水脱盐、果汁浓缩等过程具有良好的应用前景。本文简述了膜蒸馏的工作原理、特点和膜材料的制备方法,指出当前膜材料的研究方向。综述了直接接触式、气隙式、真空式和气扫式4种基本膜蒸馏形式和几种改进的膜蒸馏形式的传热传质原理、研究现状和发展方向。重点介绍了可再生能源以及工业低温余热驱动膜蒸馏的技术特点、研究现状和应用,包括太阳能光伏/光热驱动膜蒸馏技术、太阳能热泵耦合驱动膜蒸馏技术、太阳池膜蒸馏技术、地热能梯级利用驱动膜蒸馏技术和低温余热驱动膜蒸馏技术等,并指出其发展方向。最后,探讨了膜蒸馏技术亟待研究和解决的问题,为该技术的进一步发展提供参考。     

膜蒸馏海水淡化研究进展及发展趋势

海水淡化是解决我国水资源短缺的重要措施之一。膜蒸馏海水淡化技术可以充分利用太阳能等低品位热源，具有成本低、设备简单、操作容易、能耗低等优点，在海水及苦咸水淡化方面应用前景广阔。     

A new model for mass transfer in direct contact membrane distillation

The mass transfer process in direct contact membrane distillation (DCMD) for three kinds of membranes was measured. Water fluxes at different temperatures and the membrane distillation coefficients (MDC) for each membrane were obtained directly from experimental data. The fact that the MDC values of membranes with larger pore size increase with temperature indicates that Poiseuille flow plays an important role in the process of mass transfer through the membrane. Based on this conclusion, a three-parameter model, named the Knudsen diffusion-molecular diffusion-Poiseuille flow transition (KMPT) model, was developed to predict MDC and water flux for membrane distillation. The parameters of the KMPT model for each membrane employed in this study, by which MDC at various temperatures can be determined, were evaluated by a nonlinear regression. The values of MDC and water fluxes for each membrane predicted by KMPT model agree well with that obtained directly from the experiment results. A large contribution of Poiseuille flow to mass transfer was observed and can be attributed to the distribution of large pores in the membranes. The KMPT model also provides a method for estimation of the effect pore size using the ratio of the MDCs; the ratio of the Poiseuille flow to molecular diffusion MDC provides the best estimation.     

膜蒸馏技术最新研究现状及进展

综述了新型分离技术——膜蒸馏技术的最新研究进展,对膜蒸馏的历史、分类,膜蒸馏用膜的制备、膜蒸馏过程中的传递现象、膜组件的优化设计及应用研究等进行了深入的评述,提出了今后亟待研究和解决的问题。     

新型气隙式膜蒸馏组件脱盐过程

利用基于聚丙烯中空纤维膜和聚丙烯中空纤维换热管的新型能量回收式膜组件(AGMD-HF),以70 g·L^-1的氯化钠溶液为研究对象,考察了膜组件长度和膜孔径大小对膜组件脱盐性能的影响。为直接衡量操作条件、组件参数以及温差、浓差极化现象对传质系数的影响,引入总传质系数,并研究进料温度和膜孔径对总传质系数的影响。实验结果表明,总传质系数随着温度的升高、膜孔径的增大而增大,提高膜孔径可有效提高总传质系数,同时可有效提高通量和造水比。通量随组件长度的增大而减小,而造水比增大,因此在应用过程中可综合考虑通量和造水比以便选择合适的组件长度。     

萃取精馏的计算传质学模拟与实验验证

提出了萃取精馏过程模拟的计算传质学方法,并针对以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂分离苯和噻吩的萃取精馏过程进行了模拟计算。在散堆填料实验塔内进行了相同的萃取精馏实验,得到了萃取精馏塔内浓度分布。将模拟计算结果与实验结果进行比较表明,提出的计算传质学方法能够有效预测萃取精馏塔内浓度和速度分布,为萃取精馏过程设计提供依据。     

同轴式内部热耦合精馏塔的传热性能

提出了一种以实验物系的物性数据为基础的计算同轴式内部热耦合精馏塔（HIDiC）总传热系数的方法。本文以乙醇-水为实验物系,以自行搭建的中试规模同轴式HIDiC为研究对象,通过在不同压缩比下（1.4~2.6,步长为0.1）的连续操作实验研究,得到塔内的温度分布,通过计算两塔段的相变给热系数来计算该塔的总传热系数和精馏塔段与提馏塔段间的换热量。在同轴式HIDiC中乙醇-水实验物系总传热系数的计算值在300~800W/(m²·K),并且随着压缩比的增大而逐渐降低。在操作条件和产品纯度与实验值保持一致的情况下,将精馏塔段与提馏塔段间换热量的计算值带入软件中模拟,得到的全塔温度分布与实验中的温度分布在误差范围内吻合良好,证明本文计算同轴式HIDiC总传热系数的方法切实有效。