




膜蒸馏
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膜蒸馏是近年来出现的一种新的膜分离工艺。它是使用疏水的微孔膜对含非挥发溶质的水溶液进行分离的一种膜技术。由于水的表面张力作用,常压下液态水不能透过膜的微孔,而水蒸气则可以。当膜两侧存在一定的温差时,由于蒸汽压的不同,水蒸气分子透过微孔则在另一侧冷凝下来,使溶液逐步浓缩。这一工艺可充分利用工厂热或太阳能等廉价能源,加上过程易自动化、设备简单,正成为一种有实用意义的分离工艺。
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膜蒸馏原理
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原理
膜蒸馏(membrane distillation ,简称MD)是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程,可用于水的蒸馏淡化,对水溶液去除挥发性物质。例如当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时,由于膜的疏水性,两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧,但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧,水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝,这与常规蒸馏中的蒸发、传质、冷凝过程十分相似,所以称其为膜蒸馏过程。
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按照产水侧蒸汽的不同冷凝液化方式,已有5种膜蒸馏工艺过程:1)直接接触膜蒸馏(Direct contact membrane distillation,DCMD)[5],透过的水蒸气直接与冷流体接触而被冷凝液化;DCMD使用冷液体收集水蒸气是***简单的膜蒸馏配置。2)空气隙膜蒸馏(Air gap membrane distillation,AGMD),透过的水蒸气穿过一定距离的空气隔离层后,在冷凝换热材料表面被冷凝液化;空气隙膜蒸馏(AGMD),相比与传统的海水淡化技术,如多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(地中海)和反渗透(RO)、MD过程有几个技术优势,如低操作温度和压力、拒绝高盐(约100%),不需要其他***,蒸发面积大,避免腐蚀问题,没有盐浓度限制[6];3)减压膜蒸馏(Vacuum membrane distillation,VMD),也称真空膜蒸馏,透过的水蒸汽被真空泵抽至外置的冷却器中冷凝;4)气扫膜蒸馏(Sweepinggas membrane distillation,SGMD),用载气将水蒸气从膜组件中吹出,在外置的冷却器中冷凝;
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