膜(mo)蒸餾在冶金工業中(zhong)的應用

膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)(MD)作為膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離家庭新成員(yuan),提(ti)出于(yu) 20世紀60年代,發(fa)(fa)展(zhan)始(shi)于(yu)80年代,至今已在不少 領域取得可喜的(de)(de)研究成果(guo),特別是(shi)近些年來適(shi)合蒸(zheng) 餾(liu)用(yong)(yong)的(de)(de)疏水(shui)(shui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)性能(neng)的(de)(de)不斷改進,使膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)開 發(fa)(fa)和(he)應用(yong)(yong)得到了進一步的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan).各種膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)過(guo)程(cheng) 具有(you)以下(xia)(xia)共同(tong)特點(dian):1)操作條件溫(wen)和(he),在常壓(ya)和(he)較(jiao) 低溫(wen)度下(xia)(xia)只要兩側(ce)有(you)一定溫(wen)差(cha)便有(you)足夠之推動力(li)實 現水(shui)(shui)的(de)(de)傳(chuan)遞,因(yin)此可以利用(yong)(yong)廢熱、地熱或太陽能(neng)作熱 源.2)由于(yu)僅有(you)水(shui)(shui)蒸(zheng)氣(qi)擴散通(tong)過(guo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔達到冷側(ce),無(wu) 機(ji)鹽(yan)等不能(neng)通(tong)過(guo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔,因(yin)此在冷側(ce)得到純水(shui)(shui)的(de)(de)同(tong)時, 在熱側(ce)實現溶液(ye)濃縮.3)可處理(li)高(gao)濃度的(de)(de)水(shui)(shui)溶液(ye).在能(neng)源供應日趨緊張(zhang),水(shui)(shui)資源匱乏(fa)、環保要求更加(jia)嚴格的(de)(de)情況下(xia)(xia),作為膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離家族(zu)的(de)(de)新成 員(yuan)———膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)對發(fa)(fa)展(zhan)高(gao)效、節能(neng)、無(wu)污染冶金新工 藝無(wu)疑是(shi)一種具有(you)廣泛發(fa)(fa)展(zhan)前(qian)景的(de)(de)重要手段(duan)。

隨著膜蒸(zheng)餾(liu)技術(shu)研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)深入,冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)作(zuo)者(zhe)開(kai)始考慮利用(yong)膜蒸(zheng)餾(liu)技術(shu)來濃(nong)縮(suo)濃(nong)度在(zai)1 mol/L左 右(you)而不(bu)適于(yu)用(yong)其它膜技術(shu)處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)業生產中(zhong)(zhong)所 產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含酸、堿、鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)水.膜蒸(zheng)餾(liu)對冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)作(zuo)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸引力不(bu)在(zai)于(yu)它能制(zhi)備(bei)純水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能,而在(zai)于(yu)它能利 用(yong)低溫熱(re)源及其具有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高度濃(nong)縮(suo)性能.冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)業是一(yi)個耗能大戶,普遍存在(zai)大量(liang)廢(fei)熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回收利用(yong)問題, 濕(shi)法冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)藝中(zhong)(zhong)又(you)經常有(you)溶(rong)液濃(nong)縮(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao),因此膜蒸(zheng)餾(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)業化對冶(ye)(ye)(ye)金(jin)(jin)工(gong)業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)進步無疑(yi)是一(yi)個巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推動.

膜蒸餾應用于鈦(tai)白廢酸的(de)濃縮

實(shi)驗所用裝置如圖所示,它由加料系(xi)(xi)統(tong)(tong)、膜蒸 餾(liu)器、接(jie)收(shou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和(he)真(zhen)空系(xi)(xi)統(tong)(tong)四部分(fen)組(zu)成.其中,加料 系(xi)(xi)統(tong)(tong)主要(yao)(yao)包括恒溫控制器、加熱器和(he)料液循環槽;膜 蒸餾(liu)器是整個實(shi)驗的(de)核心(xin)部分(fen).實(shi)驗采用平板式(shi),主 要(yao)(yao)由料液室、圓形(xing)微孔分(fen)離膜、膜支撐板、密封(feng)圈等(deng)(deng) 組(zu)成;收(shou)集系(xi)(xi)統(tong)(tong)主要(yao)(yao)由冷凝器和(he)真(zhen)空接(jie)收(shou)瓶(ping)等(deng)(deng)組(zu)成; 真(zhen)空系(xi)(xi)統(tong)(tong)主要(yao)(yao)由真(zhen)空泵、壓(ya)力計和(he)壓(ya)力調節閥等(deng)(deng)組(zu)成.

減壓膜蒸溜(liu)實驗(yan)裝置示意圖

首先(xian)用(yong)稀的(de)(de)純(chun)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)進行試驗.結(jie)果表明,采用(yong) VMD工(gong)藝可(ke)將(jiang)2.1 mol/L(18.3%)的(de)(de)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)濃(nong)(nong)(nong)縮到(dao) 10.32 mol/L(65.5%),如圖3所示.開(kai)始(shi)控制熱(re)(re)側 溫度為(wei)70℃,冷側為(wei)2.67 kPa的(de)(de)低真空,當(dang)濃(nong)(nong)(nong)縮到(dao) 硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)為(wei)6.23 mol/L(55.1%)時(shi)(shi),水(shui)的(de)(de)通量(liang)已很小(xiao), 為(wei)此(ci)(ci)將(jiang)熱(re)(re)側溫度提高至80℃,以增大傳質推動力, 此(ci)(ci)時(shi)(shi)可(ke)使硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)進一(yi)步濃(nong)(nong)(nong)縮至65.5%.但是用(yong)廢酸(suan)(suan)(suan)直(zhi) 接濃(nong)(nong)(nong)縮時(shi)(shi)發現(xian)(xian)隨硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)濃(nong)(nong)(nong)度增加,由于鹽(yan)析(xi)效應, FeSO4結(jie)晶(jing)析(xi)出(chu),這(zhe)一(yi)結(jie)晶(jing)使膜(mo)發生“濕化(hua)”現(xian)(xian)象,喪(sang) 失疏水(shui)性.深入研究(jiu)發現(xian)(xian),廢酸(suan)(suan)(suan)中的(de)(de)鈦(tai)對膜(mo)蒸餾并無(wu) 影響,因此(ci)(ci)研究(jiu)了(le)先(xian)用(yong)擴散(san)滲析(xi)法分離(li)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan),但由于 鹽(yan)的(de)(de)泄漏,盡管(guan)滲析(xi)產酸(suan)(suan)(suan)可(ke)以用(yong)VMD濃(nong)(nong)(nong)縮至65%, 但仍有亞鐵結(jie)晶(jing)析(xi)出(chu)的(de)(de)問題,為(wei)此(ci)(ci)又研究(jiu)了(le)三異辛 胺萃(cui)取硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)辦法,反萃(cui)得到(dao)酸(suan)(suan)(suan)濃(nong)(nong)(nong)度為(wei)1.12 mol/ L,酸(suan)(suan)(suan)回收(shou)率達91.4%.將(jiang)反萃(cui)回收(shou)的(de)(de)酸(suan)(suan)(suan)在熱(re)(re)側80 ℃,冷側5.64 kPa條件下濃(nong)(nong)(nong)縮可(ke)得到(dao)10.30 mol/L (65.1%)的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan).

純硫酸的膜蒸餾(liu)濃縮(suo)

膜蒸餾從RECl3溶液中用分離回收鹽酸(suan)

用(yong)P2O4萃(cui)取分組混合稀土(tu)得到的中(zhong)稀土(tu)反萃(cui) 液及重稀土(tu)反萃(cui)液中(zhong)均(jun)含有(you)較(jiao)高濃度的鹽酸,目前 不(bu)得不(bu)耗費(fei)大量的MgO進行中(zhong)和.

因為(wei)鹽酸有共沸點,按(an)常規理(li)解(jie)似乎不可(ke)能回 收濃(nong)的鹽酸,但(dan)考慮到RECl3的鹽析效應,首先從(cong) 理(li)論上計算(suan)(suan)了含SmCl3的鹽酸體(ti)系中水及(ji)HCl的 分壓(ya),發現相對于(yu)純鹽酸溶(rong)(rong)液(ye)而(er)言,同條件下(xia),由于(yu) SmCl3存在,導致溶(rong)(rong)液(ye)體(ti)系H2O分壓(ya)減(jian)(jian)小(xiao),而(er)HCl 分壓(ya)增大(da),而(er)且隨(sui)SmCl3濃(nong)度增大(da),H2O分壓(ya)的減(jian)(jian) 小(xiao)及(ji)HCl分壓(ya)增大(da)趨勢更為(wei)明顯.圖(tu)4為(wei)根(gen)據(ju)計算(suan)(suan) 結(jie)果作出的氣液(ye)平衡關系圖(tu).

SmCl3濃度/(mol·kg-1):從下往上5條(tiao)線(xian)分(fen)別代表0;0.4;0.8;1.2;1.4

這(zhe)表(biao)明,由于(yu)SmCl3的(de)(de)存在(zai),氣相(xiang)中的(de)(de)nHCl/ nH2O會(hui)增(zeng)大,溶液的(de)(de)共(gong)沸點組成向(xiang)HCl減小(xiao)的(de)(de)方 向(xiang)移動.在(zai)實(shi)際膜蒸餾過(guo)程中,RECl3濃(nong)度(du)(du)會(hui)不(bu)斷(duan)增(zeng) 加(jia),溫度(du)(du)也遠大于(yu)25℃,這(zhe)些(xie)均有利于(yu)氣相(xiang)組成中 HCl濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)大,即蒸餾產品液中HCl濃(nong)度(du)(du)會(hui)增(zeng)大, 而熱側料液中鹽酸濃(nong)度(du)(du)則會(hui)不(bu)斷(duan)減小(xiao).實(shi)驗結(jie)果證(zheng)實(shi) 了理論判斷(duan)的(de)(de)正確性(xing),表(biao)1及表(biao)2分別為實(shi)際結(jie)果.

試驗中(zhong)稀土(tu)反(fan)萃液CRE=0.6~0.9 mol/L, CHCl=2~2.5 mol/L,重稀土(tu)反(fan)萃液:CRE=0.2~ 0.4 mol/L,CHCl=4.5~5.5 mol/L,每次用料液 5 L,料液溫度(du)62~63℃,冷(leng)側(ce)壓力8~10 kPa,料液 循環速度(du)5.4 cm/s.

隨(sui)蒸(zheng)餾(liu)過程(cheng)進行,蒸(zheng)餾(liu)產(chan)品(pin)液(ye)(ye)體積(ji)不(bu)斷增(zeng)大,料液(ye)(ye)體積(ji)不(bu)斷減(jian)小,稀土得(de)到不(bu)斷濃(nong)(nong)縮(suo).開(kai)始時水蒸(zheng)氣 分壓(ya)較(jiao)大,所以蒸(zheng)餾(liu)液(ye)(ye)中(zhong)鹽(yan)(yan)酸濃(nong)(nong)度(du)較(jiao)低(di),而料液(ye)(ye)中(zhong)鹽(yan)(yan) 酸濃(nong)(nong)度(du)還有不(bu)斷增(zeng)加(jia)趨勢(shi).隨(sui)過程(cheng)進行,鹽(yan)(yan)析效(xiao)應增(zeng) 強,故蒸(zheng)餾(liu)液(ye)(ye)中(zhong)鹽(yan)(yan)酸濃(nong)(nong)度(du)增(zeng)加(jia)而料液(ye)(ye)中(zhong)鹽(yan)(yan)酸濃(nong)(nong)度(du)下(xia)降.

表1 中稀土反萃(cui)液膜蒸餾試(shi)驗結果(guo)

表2　重稀(xi)土(tu)反萃(cui)液膜蒸餾試驗結(jie)果

集(ji)成膜法(fa)回收硫(liu)酸(suan)稀土溶(rong)液中硫(liu)酸(suan)

集成(cheng)膜(mo)法(fa)回收(shou)(shou)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)溶液(ye)(ye)(ye)中硫(liu)(liu)酸(suan)(suan),系指(zhi)先采用(yong)減壓(ya)膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾濃(nong)(nong)縮低濃(nong)(nong)度(du)的硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)溶液(ye)(ye)(ye),再采用(yong)擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)法(fa)處(chu)理濃(nong)(nong)縮液(ye)(ye)(ye)以回收(shou)(shou)其中硫(liu)(liu)酸(suan)(suan),其中擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)的料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)為(wei)減壓(ya)膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾濃(nong)(nong)縮硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)溶液(ye)(ye)(ye)的濃(nong)(nong)縮液(ye)(ye)(ye).由(you)于擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)處(chu)理的是(shi)濃(nong)(nong)縮液(ye)(ye)(ye),較之單獨采用(yong)擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)法(fa)回收(shou)(shou)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)溶液(ye)(ye)(ye)中的硫(liu)(liu)酸(suan)(suan),處(chu)理量(liang)大大減小,設備(bei)的一次性投資因此降低,而且回收(shou)(shou)得(de)到的硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)濃(nong)(nong)度(du)增大.表為(wei)經減壓(ya)膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾濃(nong)(nong)縮不同程(cheng)度(du) 的硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)溶液(ye)(ye)(ye),再經擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)的實(shi)驗結果.實(shi)驗固定條件,料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)成(cheng)分:CRE=0.070 mol/L,CH2SO4= 0·468 mol/L,減壓(ya)膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾濃(nong)(nong)縮時,溫度(du)60℃,料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)流(liu)速5.8 cm/s,減壓(ya)側(ce)壓(ya)力12.7 kPa;擴散(san)(san)滲(shen)析(xi)操(cao)作方式為(wei)一次通過式,料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)流(liu)量(liang)150 mL/h左(zuo)右,流(liu)量(liang)比(bi)1.0左(zuo)右,溫度(du)28~29℃,滲(shen)析(xi)料(liao)(liao)液(ye)(ye)(ye)為(wei)減壓(ya)膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾濃(nong)(nong)縮過程(cheng)所得(de)的濃(nong)(nong)縮液(ye)(ye)(ye).

減壓(ya)膜蒸餾-擴散(san)滲析綜合實(shi)驗(yan)結果

此(ci)外由于擴(kuo)(kuo)散(san)滲(shen)析的(de)滲(shen)析料液為減(jian)壓(ya)膜蒸餾濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)所得的(de)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)液,因(yin)此(ci)擴(kuo)(kuo)散(san)滲(shen)析過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)截(jie)留率(lv)的(de)計(ji)算實(shi)際上(shang)包括了(le)兩(liang)個過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)對稀土(tu)的(de)截(jie)留率(lv).由表(biao) 實(shi)驗結果可以看出,對比而言,經減(jian)壓(ya)膜蒸餾濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)后,再采(cai)用(yong)擴(kuo)(kuo)散(san)滲(shen)析法回收,回收液硫酸濃(nong)(nong)度顯著(zhu)增大,而且(qie)由于擴(kuo)(kuo)散(san)滲(shen)析處(chu)理的(de)是(shi)濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)液,盡管其單 位(wei)時間的(de)處(chu)理量并沒(mei)有增大,但由于濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)液體積遠小于原液體積,其實(shi)際處(chu)理的(de)原液量顯然增大了(le),而濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)倍(bei)數越(yue)大,效果越(yue)明顯;同(tong)時可以看出,采(cai)用(yong)減(jian) 壓(ya)膜蒸餾預濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)到(dao)不同(tong)倍(bei)數對后面用(yong)擴(kuo)(kuo)散(san)滲(shen)析法回收稀土(tu)的(de)截(jie)留率(lv)沒(mei)有什(shen)么影響.

膜(mo)蒸餾濃(nong)縮氧化鋁廠炭(tan)分母液

氧化鋁生(sheng)(sheng)產(chan)過程中用(yong)CO2分解析出(chu)Al(OH)3 后(hou)(hou)的(de)母(mu)液主要成分為(wei)Na2CO3,還含有(you)部分NaOH 及少量Al2O3、SiO2,現行生(sheng)(sheng)產(chan)工藝是蒸發濃(nong)縮后(hou)(hou)返 回配制生(sheng)(sheng)料漿,耗(hao)能很高,為(wei)此探索了(le)用(yong)膜蒸餾(liu)法(fa)濃(nong) 縮它的(de)可行性.在進(jin)行了(le)如前所述相同的(de)批量循(xun)環試(shi)驗基礎上進(jin)行了(le)連續濃(nong)縮試(shi)驗.試(shi)驗裝置(zhi)如圖1所示.

連續式(shi)減壓膜(mo)蒸餾裝置示意圖

以預濃(nong)縮至(zhi)堿(jian)(jian)濃(nong)度為244 g/L的2 L溶液(ye)(ye)(ye)循(xun)環(huan) 液(ye)(ye)(ye)置于槽(cao)2中.堿(jian)(jian)濃(nong)度為122 g/L的料液(ye)(ye)(ye)連(lian)續從11 號(hao)(hao)高位槽(cao)進入2號(hao)(hao)槽(cao),從2號(hao)(hao)槽(cao)上部(bu)溢(yi)流(liu)口相(xiang)應連(lian) 續流(liu)出(chu)濃(nong)縮液(ye)(ye)(ye)至(zhi)13號(hao)(hao)計量槽(cao).8號(hao)(hao)槽(cao)收集冷側之蒸 餾液(ye)(ye)(ye).圖2為循(xun)環(huan)槽(cao)溢(yi)流(liu)流(liu)出(chu)液(ye)(ye)(ye)及(ji)蒸餾液(ye)(ye)(ye)流(liu)量隨時(shi) 間的變化(hua)關系.

循環(huan)槽溢流流出液及蒸餾(liu)液的流量與(yu)時間的關(guan)系

蒸(zheng)(zheng)餾(liu)液(ye)(ye)pH基本(ben)穩(wen)定在13,表明堿(jian)的(de)(de)截(jie)留(liu)率(lv)很 高(gao).圖3為循環槽(cao)溢(yi)流口(kou)流出液(ye)(ye)之總(zong)(zong)堿(jian)濃(nong)度(du)(du),顯(xian)然在 穩(wen)態操作情況下(xia),能保持濃(nong)縮液(ye)(ye)總(zong)(zong)堿(jian)濃(nong)度(du)(du)為料液(ye)(ye)堿(jian) 濃(nong)度(du)(du)兩倍(bei)的(de)(de)水平，同時可以(yi)查看中國污水處理工程網更多關于膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)技術(shu)的(de)(de)技術(shu)文檔(dang)。

循環槽(cao)溢(yi)流(liu)流(liu)出液(ye)總(zong)堿濃度與(yu)時間的關(guan)系(xi)

膜蒸餾技術的發展方向

膜(mo)蒸餾(liu)技術(shu)的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)始于(yu)(yu)(yu)20世紀(ji)60年(nian)(nian)代(dai)的(de)(de)(de)美(mei)國(guo)(guo)。1963年(nian)(nian)美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)Sodell首(shou)先(xian)在(zai)其專利申請中對膜(mo)蒸餾(liu)的(de)(de)(de)初步成果(guo)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)介紹。1967～1969年(nian)(nian)，Findley在(zai)美(mei)國(guo)(guo)、Hendergcky在(zai)歐(ou)洲同時(shi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)試驗(yan)。Findley嘗(chang)試了(le)多種(zhong)膜(mo)材料(liao)，然而(er)膜(mo)通量卻非常(chang)小，但他預言只要找(zhao)到合適的(de)(de)(de)膜(mo)材料(liao)，這種(zhong)技術(shu)是很有前途的(de)(de)(de)。進(jin)(jin)入90年(nian)(nian)代(dai)以后(hou)對膜(mo)蒸餾(liu)的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)逐漸增(zeng)多，但多數(shu)還是處于(yu)(yu)(yu)實驗(yan)研究(jiu)(jiu)階(jie)段。P. A Hogan與Sudjito等在(zai)澳大利亞利用太陽能(neng)(neng)作(zuo)為熱量來源進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)觸膜(mo)蒸餾(liu)，實驗(yan)證(zheng)明太陽能(neng)(neng)膜(mo)蒸餾(liu)在(zai)技術(shu)上是可行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)，可以進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)實際應用。機理(li)研究(jiu)(jiu)方面，1995年(nian)(nian)俄(e)羅斯的(de)(de)(de)Agashichcv和Sivakov基(ji)于(yu)(yu)(yu)質量和熱量平衡方程，考(kao)慮(lv)(lv)溫(wen)度(du)和濃度(du)極化(hua)提出直(zhi)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)觸式(shi)膜(mo)蒸餾(liu)的(de)(de)(de)數(shu)學模型(xing)，但因其過于(yu)(yu)(yu)復(fu)雜而(er)沒有被廣泛接(jie)(jie)(jie)受。1998年(nian)(nian)，Gryta等考(kao)慮(lv)(lv)在(zai)溫(wen)度(du)極化(hua)影響(xiang)的(de)(de)(de)情況(kuang)下對毛細(xi)管狀物膜(mo)組(zu)件層流問題進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)研究(jiu)(jiu)，并得出了(le)一些理(li)論依據(ju)。

我國對膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)技術的(de)研究始于20世紀80年代，1988年，吳(wu)庸(yong)烈綜述了(le)膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)及其相關的(de)膜過程、揮(hui)(hui)發性溶(rong)(rong)質(zhi)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)的(de)膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)，微孔膜的(de)透過蒸(zheng)(zheng)發和蒸(zheng)(zheng)發吸收等膜過程的(de)發展(zhan)、機(ji)理(li)和應用(yong)等情況。1991年余立新等使用(yong)北京塑料(liao)研究所提供(gong)的(de)孔徑0.3μm、膜厚80μm的(de)聚四氟乙烯微孔膜對古龍酸水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)進行(xing)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)濃(nong)縮(suo)。結果發現這一方(fang)法是可行(xing)的(de)，并得出(chu)結論是膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)可用(yong)于熱(re)敏性物質(zhi)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液(ye)的(de)濃(nong)縮(suo)，并能很(hen)好地發揮(hui)(hui)該過程低溫濃(nong)縮(suo)的(de)優勢。機(ji)理(li)研究方(fang)面，1999年，李憑立等進行(xing)了(le)膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(liu)傳質(zhi)的(de)強化研究，提出(chu)了(le)傳質(zhi)通量因子的(de)概(gai)念(nian)。

20世紀80年代才開始有(you)關于(yu)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)的(de)(de)(de)研(yan)究報道，而且(qie)理論和實(shi)(shi)驗研(yan)究比(bi)較(jiao)(jiao)少。盡管與(yu)(yu)直接接觸(chu)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)相比(bi)，氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)通量低，但是(shi)(shi)因(yin)其熱(re)效率相對(dui)(dui)(dui)高(gao)而且(qie)能耗少，冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)與(yu)(yu)凝結水(shui)(shui)分開，各行其道。所以在(zai)制取(qu)超純水(shui)(shui)和含(han)揮發(fa)性物(wu)質(zhi)時，有(you)著(zhu)直接接觸(chu)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)無法(fa)比(bi)擬(ni)的(de)(de)(de)優勢，因(yin)此氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)越來越受到人(ren)們的(de)(de)(de)青睞。1989年，Gostod采用PTFE膜(mo)(mo)(mo)(mo)，以乙醇水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液為(wei)實(shi)(shi)驗物(wu)系，對(dui)(dui)(dui)含(han)易揮發(fa)溶(rong)(rong)質(zhi)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)作(zuo)了研(yan)究，提出用分離因(yin)子的(de)(de)(de)概念來表(biao)示揮發(fa)性溶(rong)(rong)質(zhi)的(de)(de)(de)提純程(cheng)(cheng)度，初(chu)步探(tan)明了揮發(fa)性溶(rong)(rong)質(zhi)水(shui)(shui)溶(rong)(rong)液膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)的(de)(de)(de)規律。2000年，閻建民(min)等對(dui)(dui)(dui)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)傳遞過程(cheng)(cheng)進(jin)行研(yan)究，他們測定(ding)膜(mo)(mo)(mo)(mo)兩側(ce)流體的(de)(de)(de)溫(wen)度、流量及料(liao)液濃(nong)度對(dui)(dui)(dui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量的(de)(de)(de)影(ying)響，并從理論上描(miao)述了傳熱(re)、傳質(zhi)過程(cheng)(cheng)，建立了可以預(yu)測膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)通量的(de)(de)(de)數(shu)學模(mo)型，實(shi)(shi)驗結果與(yu)(yu)模(mo)型預(yu)測吻合較(jiao)(jiao)好。2002年，丁忠偉等采用模(mo)擬(ni)計(ji)算和實(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)對(dui)(dui)(dui)直接接觸(chu)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(DCMD)和氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(AGMD)過程(cheng)(cheng)進(jin)行了比(bi)較(jiao)(jiao)研(yan)究，模(mo)擬(ni)計(ji)算及實(shi)(shi)驗結果表(biao)明，AGMD中(zhong)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)構成了過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)主要阻(zu)力(li)，使得跨膜(mo)(mo)(mo)(mo)溫(wen)差遠小于(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)兩側(ce)流體主體溫(wen)差，在(zai)AGMD中(zhong)隨氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)厚度的(de)(de)(de)增加膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量是(shi)(shi)下降(jiang)的(de)(de)(de)，隨氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)厚度的(de)(de)(de)增大(da)，下降(jiang)速度有(you)所減緩，為(wei)提高(gao)AGMD的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量，減少氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)厚度是(shi)(shi)有(you)效手段之一。

膜蒸餾技術主要的房(fang)展方向主要有以下幾個方面：

(1)研制分離(li)(li)性能好(hao)，價格低廉(lian)(lian)的膜(mo)(mo)。目前之所(suo)以膜(mo)(mo)蒸餾與其他分離(li)(li)技術(shu)相比較競爭力不強，一個很主要(yao)的原因是(shi)用于膜(mo)(mo)蒸餾的膜(mo)(mo)成(cheng)本較高。迫(po)切需要(yao)研制出具有良好(hao)分離(li)(li)性能而且(qie)價格低廉(lian)(lian)的膜(mo)(mo)以適應膜(mo)(mo)蒸餾的發展(zhan)。

(2)完(wan)善機理(li)模(mo)型(xing)(xing)。機理(li)模(mo)型(xing)(xing)是進(jin)行(xing)過程優化(hua)及設計(ji)計(ji)算(suan)的理(li)論指導。雖然許多研究者已經從不同角度對膜蒸餾的機理(li)進(jin)行(xing)了研究，但仍(reng)存在(zai)著不少缺(que)陷，有必要加以進(jin)一步完(wan)善。

(3)提(ti)高熱(re)量(liang)利用(yong)(yong)率。膜蒸(zheng)餾是具有(you)相變的(de)、需要(yao)消耗(hao)熱(re)量(liang)的(de)過程，熱(re)量(liang)利用(yong)(yong)率是它的(de)一個重要(yao)技(ji)術(shu)經濟指(zhi)標(biao)。膜蒸(zheng)餾中不可避免地(di)存在著因熱(re)傳導(dao)造(zao)成的(de)熱(re)量(liang)損(sun)失，如何減少這部分熱(re)量(liang)損(sun)失，是值得(de)研究的(de)重要(yao)課題。

(4)發揮常(chang)壓低溫(wen)脫水(shui)的優勢，開展(zhan)應(ying)用(yong)(yong)研究。研究表明重點(dian)應(ying)用(yong)(yong)是熱敏(min)性物質水(shui)溶(rong)液的濃縮。另外，膜蒸餾過程簡單和設備技術(shu)要求不高等特點(dian)，很適合于(yu)小規模的鹽水(shui)淡化，這對偏遠地區及(ji)野(ye)外作業人員解(jie)決(jue)飲用(yong)(yong)水(shui)問題(ti)有著重要意義。

(5)和其他過(guo)程(cheng)的結合(he)。膜蒸(zheng)餾(liu)可與(yu)其他分(fen)離(li)過(guo)程(cheng)相結合(he)，以提高(gao)分(fen)離(li)效率如反(fan)應與(yu)蒸(zheng)餾(liu)的集成、滲透(tou)蒸(zheng)發(fa)與(yu)膜蒸(zheng)餾(liu)的結合(he)。

(6)加強對減壓膜(mo)蒸餾(liu)(liu)的研究。在四(si)種膜(mo)蒸餾(liu)(liu)方式中，減壓膜(mo)蒸餾(liu)(liu)的通量(liang)相(xiang)對較大(da)，而(er)且操作過程中膜(mo)不易(yi)損壞，下游(you)側的阻力也(ye)較其他(ta)三種小(xiao)。

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