气隙式与水隙式膜蒸馏性能对比及膜污染研究

发布时间：2020-05-22 01:48

【摘要】：膜蒸馏在海水淡化和污水处理领域作为新兴节能技术,得到了足够的重视与认可,但是目前仍存在许多难题:能量利用率问题、膜污染问题等。这些问题阻碍了膜蒸馏的进一步推广。本文旨在对气隙式膜蒸馏的性能(能量回收、产水通量)提高的基础上,对现有膜蒸馏组件的质量、热量传递过程进行了分析,得出了理论上水隙式膜蒸馏的性能将会更好。采用自制的能量回收式的膜蒸馏组件进行了气隙式膜蒸馏和水隙式膜蒸馏的性能对比实验。实验考察了不同进料液温度、冷凝液温度、流速、间隙导热率和间隙宽度对通量和造水比的影响,并分析了两者性能的差异。实验发现不论是气隙式膜蒸馏还是水隙式膜蒸馏,位于膜和冷凝壁面之间的间隙是影响通量和造水比的一个关键因素。相较于使用低导热率PP网,气隙式膜蒸馏与水隙式膜蒸馏的间隙中使用导热率较高的黄铜网不利于通量和造水比的提高。这一结果表明,单纯改变间隙内的导热率不能提高通量和造水比,水隙式膜蒸馏中通量和造水比的提高是因为填充在间隙中的渗透水改变了膜蒸馏过程的传质传热路径。与气隙式膜蒸馏相比,水隙式膜蒸馏在间隙宽度为0.5 mm时,通量和造水比最大增加了7.9%和59.82%。实验过程中的盐截留率均达到99.8%以上。进一步,对膜蒸馏的长周期实验过程进行了探讨,分析了膜蒸馏过程中产生的污染对通量和造水比的影响。本实验中通量由最初的3.05 L/(h·m~2)下降到1.99L/(h·m~2),通量下降了35%,造水比由1.28下降到0.53,造水比下降了58%,截留率有一定下降,但是保持99.6%以上,膜污染较为严重。
【图文】：

膜蒸馏,过程机理

图 1-1 膜蒸馏过程机理gure 1-1 The mechanism of membrane distilla者低品位热源，膜蒸馏是可以取代反水淡化在热带区域是可以有实际应用量都与水的净化有关。而在中东这样大地减少这种耗油量[21]。因此，在大多环境的健康影响之间的最佳选择。地和其他系统相结合。它可以和太阳也可以与膜生物反应器（Membrane F）、超滤（UF）、纳滤（NF）以及反上提高过程的效率[25]。例如，，在海水淡理，而膜蒸馏用来回收残留盐水中的，不仅回收水分，而且回收盐溶液中的

示意图,膜蒸馏,极化现象,温度

会导致膜表面形成热边界层，使得进料主体温度低于渗透侧膜面温度，从而有界面的液体蒸发的热量供应减少，从而数（temperaturepolarizationcoefficient,投入该过程的总能量之比：mf mpf pT TTPCT T 的膜面温度，Tmp是渗透侧的膜面温度，体温度。膜蒸馏的温度极化示意图如图于膜面温度（而不是主体温度），并且以通常期望 Tmf和 Tmp的差值越高越好1 越好。但是，大多数情况下温度极化系数值取决于膜组件的配置[31]。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ028.8

【参考文献】