浓水溶液的膜蒸馏行为：Ⅰ浓度对通量的影响及膜蒸馏—结晶现象

膜蒸馏过程与其他膜过程相比,一个很突出的优点是这一膜过程可以处理极高浓度的水溶液。本文以葡萄糖和氯化钠水溶液为蒸馏对象,讨论了浓度对蒸馏通量的影响。由于葡萄糖是不易结晶物质,当达到饱和状态时溶液过于粘稠,使蒸馏过程不能进行,氯化钠容易结晶,当达到饱和状态时会出现膜蒸馏—结晶现象,伴随膜蒸馏的进行不断析出氯化钠晶体,使采用膜技术直接从溶液中分离出结晶产物成为可能。     

膜蒸馏技术处理RO浓水的研究现状与进展

反渗透脱盐技术目前已经广泛用于海水淡化、工业循环水除盐、污水处理回用等领域,但是反渗透的回收率最高约75%,其剩余浓水中含有大量有机污染物且TDS高,不易降解,直接排放将对生态环境造成危害,因此反渗透浓水处理是亟待解决的难题,文章对反渗透浓水处理的工艺方法进行了总结分析,其中重点探讨现阶段膜蒸馏技术处理反渗透浓水的优势与存在问题,并对其应用前景进行了展望。     

夹点技术在八钢焦化粗苯蒸馏系统换热网络优化中的应用

介绍基于夹点技术对八钢焦化粗苯蒸馏系统的换热网络进行了优化,为全系统的节能降耗工作进行指导。     

浓盐溶液的膜蒸馏机理研究

考察了高浓度氯化钠溶液在直接接触式膜蒸馏操作中的热侧温度，冷侧温度，流速和料液浓度对膜渗透通量的影响。发现膜渗透通量随氯化钠溶液浓度的高而降低。当氯化钠溶液浓度约为25％时，膜渗透通量急剧下降。氯化钠溶液达到饱和时，膜渗透通量逐渐趋于稳定。研究认为此现象是由于膜面上有NaCl结晶形成而导致的。     

真空膜蒸馏技术在水处理中的应用进展

真空膜蒸馏（VMD）过程是一种新型的膜分离技术,本文综述了真空膜蒸馏技术的工作原理、特点,介绍了真空膜蒸馏在海水淡化浓盐水、处理工业废水、中药浓缩中的研究应用,展望了这种新型水处理技术的应用前景。     

利用恒沸蒸馏干燥超细二氧化硅凝胶的研究

研究了利用恒沸蒸馏脱除超细二氧化硅滤饼中水分的可行性和具体实现方法。研究结果表明：利用恒沸蒸馏可以明显地减弱颗粒之间的团聚和结块现象。这主要是因为作为蒸馏液的正丁醇较为彻底地将颗粒间隙的水分通过形成共沸物的方法脱出。正丁醇本身具有的较低表面张力和较低极性使粉体内部空间结构得到了较好的保护。证据显示，蒸馏过程不会对二氧化硅颗粒表面的活性基团造成明显改变。     

真空膜蒸馏处理垃圾渗沥液反渗透浓水的研究

采用疏水聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜对垃圾渗滤液反渗透浓水进行真空膜蒸馏(VMD)试验,研究了曝气量、原液温度、冷侧真空度和浓缩倍数等对产水通量、COD、BOD5、氨氮含量、电导率、色度和pH的影响。结果表明,曝气可提高产水通量,当曝气量超过4 m3/(h.m2)时,产水通量趋于稳定;随着原水温度和真空度的提高,产水通量显著增加;浓缩倍数增大会降低产水通量,浓缩4倍后产水通量急剧下降。试验最大产水通量为8.38 kg/(h.m2),产水COD≤100 mg/L,BOD5≤30 mg/L,NH3-N的质量浓度≤25 mg/L,色度小于40度,电导率≤60μS/cm。     

Feasible separation regions for distillation II: A generalized distillation limit

The boundary of the feasible separation region consists of several curves that are related to specific types of operating modes of the column. Some of these curves create a well‐known product composition multitude, whereas other curves form a generalized distillation limit. The generalized distillation limit demarcates the sloppy splits (i.e., separations in which the composition of at least one product lies inside the composition space) from regions not accessible by distillation and depends on the thermodynamic state of the feed (a mixture of vapor and liquid in equilibrium or saturated vapor/liquid) and column equipment (total/partial condenser and total/partial reboiler). The mathematical equations describing the generalized distillation limit are obtained based on the relationships between the curves (which form the generalized distillation limit) and specific types of operating modes of the column as well as the material balances for the enriching and stripping columns. Furthermore, the vapor and liquid pinch‐point curves, which go through the feed composition point, are not dependent on the thermodynamic state of the feed and column equipment. In addition, an algorithm for determining the generalized distillation limit is obtained. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2017     

多元间歇精馏拟夹紧区的变化规律

拟夹紧区是精馏塔内出现的浓度变化很小的区域,对于精馏塔的操作和设计具有重要意义。 本文通过恒摩尔持液模型进行模拟计算,讨论了理想多元物系间歇精馏过程中回流比和相对挥发度对拟夹紧区的影响及拟夹紧区的更替过程。在多元物系间歇精馏过程中,拟夹紧区的宽度随回流比和相对挥发度的大小而改变;拟夹紧区在塔内出现的位置是不断变化的,存在上拟夹紧区和中拟夹紧区的相互演化过程。     

逆向冷凝和逆向气化

介绍伴随多组分混合物冷凝和气化过程出现的3类特殊现象,即逆向冷凝、逆向气化和无泡点状态。通过化工过程模拟,对某一定烃类混合物进行了相包迹线计算,当出现逆向冷凝时,气液二相混合物中气体量不但不会随温度升高而增加,反而会愈来愈少,直至气体全部变成液体,此时同一个混合物会出现2个泡点温度。当出现逆向气化时,气液二相混合物随压力上升,液体量不但不会增加,反而会愈来愈少,压力升高到一定程度液体会全部汽化,此时会存在2个不同的露点压力。还有一类烃类混合物不存在泡点,模拟结果给出了产生这一特殊现象的原因。3类特殊现象主要出现在高压下含氢、氮、氦等气体的烃类混合物中,表现出来的种种不可思议现象均有其内在的热力学根源,文章对相关化工过程作了阐述。     

热集成复杂精馏系统综合的研究

将夹点分析法应用于热集成复杂精馏系统综合的换热网络设计中,避免了以换热网络结构作为独立变量,建立了一个以预分馏塔组分回收率、回流比及操作压力为连续变量,以分离序列和热耦合方式为离散变量的混合整数非线性规划(MINLP)模型。该模型用改进的模拟退火算法求解,可同时得到优化的流程结构和操作参数。对多个五组分混合物分离问题进行了求解,并对不同优化方案的优化结果及其经济性作了比较和分析,结果表明采用热集成复杂精馏塔流程可以显著地降低系统的总费用,还表明该方法是求解热集成复杂精馏系统综合问题的有效方法。     

甲醇合成及精馏单元的能效优化

甲醇生产工艺普遍存在能耗、水耗过高的问题,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要的意义。以60万t/a煤制甲醇装置为背景,将处于上下游关系的甲醇合成及精馏单元作为一个系统考虑。利用夹点技术对该系统的用能现状和换热网络进行了分析,找出了违背夹点设计原则的不合理换热匹配。在此基础上,通过充分回收系统高温热源尤其是甲醇合成塔出塔合成气的能量,提出了2种现行换热网络的优化方案。方案1:节约低压蒸汽34.8%,节约脱盐水和循环冷却水21.1%,其中节约1.2 MPa低压蒸汽2 277.7 kW,节约0.3 MPa低压蒸汽20 544.4 kW;方案2:节约低压蒸汽30.8%,节约脱盐水和循环冷却水18.7%,其中节约1.2 MPa低压蒸汽6 027.0 kW,节约0.3 MPa低压蒸汽14 157.5 kW。当1.2 MPa与0.3 MPa低压蒸汽价格差距较大时,选择方案2较合理。     

丙酮-水精馏过程模拟和优化

丙酮是一种广泛应用的有机溶剂,丙酮回收具有重要的经济和环境意义。丙酮回收过程中,需采用精馏单元操作进行分离提纯,精馏塔的模拟优化有着重要意义。文章采用Aspen Plus过程模拟软件,对精馏工艺进行了模拟核算,发现实际操作中精馏塔中存在着恒浓区,恒浓区的存在会带来精馏塔基建费用和能耗的增加。文章结合经济分析对丙酮精馏塔进行了优化,消除了恒浓区;同时,探讨了不同丙酮进料质量分数对精馏的影响,指出提高进塔丙酮质量分数是节能关键。     

高沸点热敏体系精馏过程的研究进展

在精馏系统中,高沸点、热敏性物系分离存在物料受热温度高且时间长的问题,容易引起热敏性物质变质,一直是高效分离与提纯的难点。本文对高沸点热敏性物质精馏分离理论基础进行归纳,提出操作压力低和停留时间短的工艺要求。基于此,总结了分子蒸馏和真空精馏（包括真空蒸馏、真空分馏、真空间歇精馏）在高沸点热敏性物系分离中的优缺点及应用,发现分子蒸馏的真空度和分离程度较真空精馏高,但分离效率和工业化程度比真空精馏低。最后,文章指出,对于采用精馏分离高沸点热敏性体系仍需在新工艺和新设备等方面进行探索,以提高分离效率和降低分离能耗,便于实现工业规模应用。     

加盐精馏提浓盐酸的工艺研究

研究了稀盐酸中加入MgCh时HCl-H2O体系的气液平衡,实验表明MgCl2的盐效应对HCl-H2O体系的气液平衡影响十分明显,加入MgCl2可以改变原组分的相对挥发度和共沸组成。对间歇加盐精馏提浓盐酸的工艺方法进行了研究,加盐总量为100g,回流比为3：1,溶盐速率为0.5g／min时为本实验中精馏操作的最佳条件。     

Concentration of apple juice using direct contact membrane distillation

The direct contact membrane distillation process (DCMD) has been used to investigate the concentration of apple juice. Results show that at a constant temperature of juice in the hot cell, an increase in the flux permeates of DCMD resulted in reducing the temperature of cooling water in the cold cell. Increasing the temperature of juice in the hot cell reduces influence of the cooling water temperature in the cold cell on the flux permeate of DCMD. The influence of temperature polarization on the effectiveness of DCMD in apple juice concentration has also been detected. The dependence of flux permeates on operating temperature. The concentration of soluble substances in concentrate and hydrodynamic conditions in the experimental equipment has also been studied. In the concentration of apple juice, 50% of solids content was obtained when the permeate flux reached about 9 l/m2·h. Further concentration of juice to 60–65% solids resulted in reduced productivity (3.8–3.0 l/m²·h) and therefore a decrease in the biological value of the concentrate.