膜蒸馏
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膜蒸馏应用于钛白废酸的浓缩
它由加料系统、膜蒸馏器、接收系统和真空系统四部分组成.其中,加料系统主要包括恒温控制器、加热器和料液循环槽;膜蒸馏器是整个实验的核心部分.实验采用平板式,主要由料液室、圆形微孔分离膜、膜支撑板、密封圈等组成;收集系统主要由冷凝器和真空接收瓶等组成;真空系统主要由真空泵、压力计和压力调节阀等组成.
首先用稀的纯***进行试验.结果表明,采用VMD工艺可将2.1mol/L(18.3%)的***浓缩到10.32mol/L(65.5%),开始控制热侧温度为70℃,冷侧为2.67kPa的低真空,当浓缩到***为6.23mol/L(55.1%)时,水的通量已很小,为此将热侧温度提高至80℃,以增大传质推动力,此时可使***进一步浓缩至65.5%.但是用废酸直接浓缩时发现随***浓度增加,由于盐析效应,FeSO4结晶析出,这一结晶使膜发生“湿化”现象,丧失疏水性.深入研究发现,废酸中的钛对膜蒸馏并无影响,因此研究了先用扩散渗析法分离***,但由于盐的泄漏,尽管渗析产酸可以用VMD浓缩至65%,但仍有亚铁结晶析出的问题,为此又研究了三异辛胺萃取***的办法,反萃得到酸浓度为1.12mol/L,酸回收率达91.4%.将反萃回收的酸在热侧80℃,冷侧5.64kPa条件下浓缩可得到10.30mol/L(65.1%)的浓的***.
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膜蒸馏技术的研究始于20世纪60年代的美国。1963年美国的Sodell首先在其专利申请中对膜蒸馏的初步成果进行了介绍。1967～1969年，Findley在美国、Hendergcky在欧洲同时进行了试验。进入20世纪80年代以来，由于高分子材料及制膜工业的迅速发展，同时由于对膜蒸馏机理模型更加深入的了解，人们对膜分离技术的兴趣越来越大。Findley尝试了多种膜材料，然而膜通量却非常小，但他预言只要找到合适的膜材料，这种技术是很有前途的。进入90年代以后对膜蒸馏的研究逐渐增多，但多数还是处于实验研究阶段。P.AHogan与Sudjito等在澳大利亚利用作为热量来源进行了直接接触膜蒸馏，实验证明膜蒸馏在技术上是可行的，可以进行实际应用。机理研究方面，1995年俄罗斯的Agashichcv和Sivakov基于质量和热量平衡方程，考虑温度和浓度极化提出直接接触式膜蒸馏的数学模型，但因其过于复杂而没有被广泛接受。1998年，Gryta等考虑在温度极化影响的情况下对毛细管状物膜组件层流问题进行了研究，并得出了一些理论依据。
