炭膜在膜蒸馏NaCl水溶液中的应用

发布时间：2020-07-17 09:49

【摘要】： 全球淡水资源匮乏日益严重,海水淡化是解决这一问题的有效途径,而膜蒸馏作为一种新型海水淡化方法越来越引起人们的重视,它采用疏水性微孔膜将两种不同温度的料液隔开,在膜两侧蒸气压差的作用下,挥发性组分以蒸气形式透过膜孔,并在膜冷侧冷凝成液相,从而实现混合物分离或提纯的目的。膜蒸馏所用设备简单,维护方便,除盐率高,较低的温度下即可进行,这些都有可能使得淡化水的成本降低,因而研究膜蒸馏海水淡化过程NaCl水溶液机理十分必要。由于炭膜是一种多孔疏水性膜,且孔径分布均匀,适合做膜蒸馏水溶液的实验用膜。所以本论文开展了炭膜在膜蒸馏海水淡化中的应用研究,论文在对炭膜进行性能表征的基础上,实验考了察炭膜进行膜蒸馏的可行性,在此基础上,将优选的炭膜用于膜蒸馏NaCl水溶液过程中,考察操作参数对通量和截留率的影响,得出较优化的操作条件。研究结果表明焦煤炭膜较适合真空式膜蒸馏,而无烟煤炭膜适合直接接触式膜蒸馏。过程通量随进料温度、真空度的升高和进料流量的增大而增大;随料液中NaCl浓度的增大而减小;通过实验得到将炭膜进行膜蒸馏实验时较优化的操作工艺条件为:温度为60℃、流量为40L·h~(-1)、浓度为20g·L~(-1)(海水氯化钠浓度相当)、真空度为0.5MPa。在以上实验研究的基础上,本论文根据炭膜孔径分布特点,确定膜蒸馏过程气体在膜内扩散由努森扩散(Knudsen diffusion)与粘性流(Poiseuille flow)共同控制,并首次尝试将膜孔径对数正态分布模型与膜蒸馏跨膜传质模型结合,建立了NaCl水溶液膜蒸馏过程的传质和传热模型,并由此考察孔径分布、膜蒸馏操作参数对膜蒸馏传质通量的影响。模拟结果与实验结果的对比研究表明,考虑孔径分布的传质模型预测值更接近于实测值。因此,本文建立的考传质传热模型能较准确地描述NaCl水溶液膜蒸馏的跨膜传质过程。模拟研究结果还表明膜的平均孔径增大时,通量增大:在平均孔径相同的情况下,膜孔越密集,通量越小。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P747
【图文】：

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大连理工大学硕士学位论文室内压力会逐级降低，海水逐级降温，因而可连续产出淡化水。图1.2为多级闪蒸工艺流程图。砖砖砖砖砖砖砖砖砖砖砖砖砖迷迷趁三，，，欲甘范二佗叮傲 lll 111111111:一一产典沸俐屯屯，，，，，，，，翻翻p

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图1.5膜蒸馏过程原理图1.5princiPleofmembranedistillationProc的研究就比较单一，基本是对膜的数对膜蒸馏的影响。张永波[40]用相实验考察其疏水性能。新疆大学的苦咸水，用PVDF、PP进行海水淡唐娜[#2]制备出PP膜，并通过膜蒸馏温度、真空度等因素对膜蒸馏实验染这一问题，以黄山一家公司污染水流速等对膜蒸馏实验的影响，并在延滨和马润雨[44，45]建立膜蒸馏过程，发现当浓度达到25%左右时，膜污

【参考文献】