膜蒸馏热效率的研究

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 4 期气隙式膜蒸馏技术研究现状和应用杜永亮1，2，梁卓彬1，2，龚耀煦1，2，毕豪杰1，2，徐志远1，2，苑宏英1，2，3（1 天津城建大学环境与市政工程学院，天津 300384；2 天津市水质科学与技术重点实验室，天津 300384；3基础设施防护和环境绿色生物科技国际联合研究中心，天津 300384）摘要：在低碳经济的发展背景下，膜蒸馏技术作为一种兼具优异分离性能和节能潜力的新型分离技术而备受重视。

气隙式膜蒸馏作为一种高热效率的膜蒸馏形式，其节能优势更为显著。

本文总结了国内外与气隙式膜蒸馏技术相关的研究进展，从传质传热模型、数值模拟和膜组件结构几个方面指出了膜蒸馏技术的主要研究方向。

重点介绍了膜蒸馏过程优化的研究和技术应用现状。

膜蒸馏过程优化包括通过膜组件结构设计优化、使用改性膜、外加物理场等方式以提高膜通量或减小膜污染。

在应用方面，气隙式膜蒸馏技术主要应用于海水淡化、高浓度工业废水处理和浓缩加工等领域。

关键词：气隙式膜蒸馏；膜组件；膜分离；数值模拟；结构优化；废水处理中图分类号：TQ028.8 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）04-1655-12Air gap membrane distillation research status and applicationsDU Yongliang 1，2，LIANG Zhuobin 1，2，GONG Yaoxu 1，2，BI Haojie 1，2，XU Zhiyuan 1，2，YUAN Hongying 1，2，3(1 School of Environmental and Municipal Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China; 2 Tianjin KeyLaboratory of Aquatic Science and Technology, Tianjin 300384, China; 3 International Joint Research Center forInfrastructure Protection and Environmental Green Biotechnology, Tianjin 300384, China)Abstract: As a new separation technology with excellent separation performance and energy savingpotential, membrane distillation has attracted much attention under the background of the low-carboneconomy. As a form of the membrane distillation with high thermal efficiency, air gap membrane distillation has more significant energy saving advantages. This paper summarized the domestic and international research progress related to air-gap membrane distillation, and the main research directions of membrane distillation technology were pointed out from the mass and heat transfer model, numericalsimulation and membrane module structure. The current status of research and technology application for membrane distillation process optimization was highlighted. Membrane distillation process optimization included improving membrane flux or reducing membrane contamination through membrane module structural design optimization, the use of modified membranes, and the application of physical fields. In terms of technology application, air-gap membrane distillation technology could be applied mainly in the fields of seawater desalination, high concentration industrial wastewater treatment and concentration processing.综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0715收稿日期：2023-05-04；修改稿日期：2023-08-29。

膜蒸馏的研究现状及进展李小然，尚小琴(广州大学化学化工学院，广东广州510006)摘要：膜蒸馏是20世纪八十年代才引起人们重视的新型膜分离技术。

是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术。

本文主要对膜蒸馏的机理、用膜、传热机理、影响因素、过程优化、进行了讨论，同时介绍了膜蒸馏在海水淡化、超纯水的制备、水溶液的浓缩与提纯、共沸混合物的分离、废水处理治理等中的应用，并在此基础上提出了膜蒸馏的发展方向。

关键词：膜蒸馏；分离技术；机理；应用；发展Research status and progress of membrane distillationLiXiaoRan,Shang XiaoQin(School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006) Abstract：Membrane distillation is a new type of membrane separation technology in the eighty's of twentieth Century.Is a kind of new separation technology with the steam pressure difference as the driving force.In this paper, the mechanism of membrane distillation、membrane、heat transfer mechanism、influencing factors、process optimizationis discussed,At the same time, it introduces the membrane distillation in seawater desalination, preparation of ultra - pure water, water solution concentration and purification, total of azeotropic mixture separation, waste water treatment, etc. in the application, and based on this, proposed the development direction of the membrane distillation.Key words：membrane distillation;isolation technique;mechanism;application;development1膜蒸馏技术的原理膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的分离过程。

《进展与综述》膜蒸馏***（********,****,*****,******）摘要：膜蒸馏是一种热驱动的新型分离技术，可使蒸汽分子在膜两侧的压力梯度作用下通过膜孔迁移至膜外侧并冷凝下来。

它是一种以蒸汽压差为推动力,与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比,具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点,可充分利用太阳能、废热和余热等热源。

本文简要介绍了膜蒸馏的发展背景，膜蒸馏的原理和膜蒸馏所用的材料以及直接接触式、气隙式、气扫式、真空式等几种主要膜蒸馏装置的特点，综述分析了膜蒸馏的相关研究进展以及膜蒸馏技术的一些应用。

最后，对膜蒸馏技术未来发展的展望。

关键词：膜蒸馏; 膜; 分离; 脱盐Membrane distillation***(************,***, *****, *****)abstract:Membrane distillation is a new type of thermal drive technology that allows vapor molecules to migrate through the membrane pores to the outside of the membrane and condense them under the pressure gradient on both sides of the membrane. It is a kind of steam pressure difference as the driving force, compared with the traditional distillation method and other membrane separation technology, with low operating pressure, low operating temperature, high separation efficiency advantages, can make full use of solar energy, waste heat and waste heat and other heat sources. In this paper, the development background of membrane distillation, the principle of membrane distillation and the materials used in membrane distillation and the characteristics of several kinds of main membrane distillation devices such as direct contact, air gap, air sweep and vacuum are briefly introduced. Related research progress and some applications of membrane distillation technology. Finally, the future development of membrane distillation technology outlook.Key words:membrane distillation; membranes; separation; desalination1.引言20世纪60年代前，膜蒸馏技术就已经在国际上开始了较系统的研究，但由于受到技术条件的限制，膜蒸馏的效率不高。

废液处理中的膜蒸馏技术研究进展及应用实例废液处理是环境保护领域面临的重要课题之一。

废液处置的不当会对水体和土壤等自然环境造成严重污染，甚至对人类健康产生潜在风险。

因此，开发高效、可行的废液处理技术成为了亟待解决的问题之一。

膜蒸馏技术作为一种有效的废液处理方法，近年来受到了广泛关注。

它基于蒸馏原理，通过半透膜将废液中的溶质与溶剂分离，实现废液的净化和资源回收。

随着膜蒸馏技术的研究进展，越来越多的应用实例也被提出和验证。

膜蒸馏技术的研究进展主要集中在膜材料的选取和膜结构的优化上。

膜材料的选择对膜蒸馏技术的效果至关重要。

传统的膜材料如聚醚砜（PES）和聚酰胺（PA）等在膜蒸馏中已经得到了广泛应用。

然而，这些材料存在着一些局限性，如温度和酸碱性的限制、脆化等。

为了克服这些问题，研究人员开始开发新型材料，如聚酯醚酮（PEEK）、聚酮膜（PBI）和离子液体膜等。

这些新型材料具有更广泛的应用范围和更良好的稳定性，能够提高膜蒸馏的效果和稳定性。

此外，膜结构的优化也是研究人员关注的焦点。

膜结构的优化主要包括多孔结构、层间距离和表面改性等方面。

多孔结构的膜可以增加膜的通透性和扩散速率，提高蒸馏效果。

层间距离的优化可以控制溶质和溶剂之间的传质速率，并且减少能量消耗。

表面改性可以使膜具有良好的抗污染性能，并且提高膜的寿命和稳定性。

在膜蒸馏技术的应用实例方面，废水处理是其中应用最为广泛的领域之一。

废水中含有各种有机物、无机盐和重金属等污染物，其处理对于环境和人类健康至关重要。

膜蒸馏技术能有效去除废水中的有机物和重金属等污染物，实现废水的净化和重金属的回收利用。

例如，半透膜蒸馏技术被应用于废水中重金属的去除。

研究人员在膜表面修饰了COOH基团，形成了亲酸性膜。

该亲酸性膜具有良好的金属吸附能力，可以高效去除废水中的重金属离子，大大提高了重金属去除的效率。

此外，膜蒸馏技术还可以应用于废水中有机物的处理，如挥发性有机物（VOCs）的去除。

DOI ：10.19965/ki.iwt.2023-0637第 44 卷第 4 期2024年 4 月Vol.44 No.4Apr.，2024工业水处理Industrial Water Treatment 导电膜膜蒸馏研究进展张棱威，宁荣盛，袁江，于水利（同济大学环境科学与工程学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092）[ 摘要 ] 膜蒸馏是一种利用低品位能处理高含盐水的节能技术，然而目前使用过程中面临膜污染严重、润湿等问题。

导电膜利用外加电场所带来的静电排斥、电化学氧化还原、焦耳加热等作用，可以一定程度缓解膜蒸馏过程中膜污染、润湿和温度极化等问题，因此近年来受到广泛关注。

概述了膜蒸馏的结构、原理和研究进展，重点介绍并对比了导电膜在膜蒸馏中采用电容模式、电阻模式和交流电模式运行的结构、作用机理及各运行模式的特点。

电容模式主要通过静电排斥、电化学氧化还原、电致气泡等作用解决污染和润湿问题，电阻模式通过更高的电压形成更高的蒸汽压和纯水通量，并通过焦耳加热减轻生物污垢，交流电模式通过极性交换使得污垢层变得松散从而防止膜污染。

最后详细阐述了导电膜膜蒸馏的处理效能、抗污染效能、抗润湿效能和抗温度极化性能，从而为导电膜膜蒸馏在工程中的应用和发展提供参考。

［关键词］ 膜蒸馏；导电膜；膜污染；膜润湿［中图分类号］ P747 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2024）04-0030-08Research of conductive membrane distillationZHANG Lengwei, NING Rongsheng, YUAN Jiang, YU Shuili(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Utilization , School of Environmental Scienceand Engineering , Tongji University , Shanghai 200092, China )Abstract ： Membrane distillation is an energy -saving technology that utilizes low -grade energy to treat highly saline water, however, the current use of the technology is faced with serious membrane fouling, wetting and other prob⁃lems. Conductive membranes have received attention in recent years for the ability of alleviating the problems of fouling, wetting and temperature polarization in membrane distillation under the influence of the electrostatic repul⁃sion, electrochemical redox and Joule heating brought about by the applied electric field. The structure, principle and research progress of membrane distillation were summarized, with emphasis on introducing and comparing the structure, action mechanism and characteristics of capacitive mode, resistive mode and alternating current mode op⁃eration in membrane distillation. The capacitive mode mainly solved the fouling and wetting problems through elec⁃trostatic repulsion, electrochemical redox, and electrically induced bubbles, while the resistive mode created higher vapor pressure and pure water flux through higher voltage and reduced biofouling through Joule heating, and the al⁃ternating current mode prevented the formation of contamination through the exchange of polarity, which made the fouling layer loose. Finally, the treatment efficacy, anti -fouling efficacy, anti -wetting efficacy and anti -temperature polarization of the conductive membrane distillation were elaborated, providing a reference for the application and development of the conductive membrane distillation in engineering.Key words ： membrane distillation; conductive membrane; membrane fouling; membrane wetting海水淡化的方法主要包括热法（多级闪蒸和多效蒸馏）、膜法（反渗透和正渗透）和热膜耦合法（膜蒸馏）〔1〕。

膜蒸馏技术的研究进展摘要：膜蒸馏是一种热驱动新型分离技术，自上世纪80年代才引起人们的重视。

本文主要对膜蒸馏技术的过程机理、膜材料的选择、常见问题、以及应用进行了评述，并对以后膜蒸馏的发展做出了展望。

关键词：膜蒸馏；膜；应用；质量传递；热量传递膜蒸馏是一种新型的非等温物理分离技术，以疏水性多孔膜两侧的蒸汽压差为推动力，使热侧蒸汽分子穿过膜孔后在冷侧冷凝富集，可看作是膜过程与蒸馏过程的集合。

膜蒸馏过程区别于其他膜分离过程有如下的特点：膜是微孔膜；不能被所处理的液体浸润；只有蒸汽通过膜孔介质；膜孔内没有毛细冷凝现象发生。

该分离技术不是膜过程与蒸馏过程的简单结合，它自身有许多优点。

如，良好的化学稳定性；截留率高；较低的操作温度和压力，能有效利用地热工业余热等廉价能源；可与其他分离过程整合；可处理热敏性物质和高浓度废水等。

因此，自膜蒸馏技术首次提出以来，一直受到了学者的广泛关注。

本文对进近几年来的膜蒸馏的最新研究进展，尤其是针对膜蒸馏理论的应用研究进行了概述。

1.膜蒸馏的分类根据扩散到膜冷凝侧蒸汽冷凝方式的不同，膜蒸馏分为多种类型，如直接接触膜蒸馏(DCMD)、气隙膜蒸馏（AGMD）、气扫式膜蒸馏（SGMD）、真空膜蒸馏（VMD）。

（1）直接接触式膜蒸馏（DCMD）这种装置相对简单，两侧的液体直接与多孔膜的表面接触，蒸汽的扩散路径仅仅局限于膜的厚度。

它是出现最早也是研究最广泛的膜蒸馏过程，但其热损耗也最大。

由于有较大的渗透量，颇受研究者重视，较适用于主原料是水的情况，如海水或苦咸水脱盐或水溶液的浓缩，也有人用其浓缩水果汁、血液及废水处理等。

（2）气隙式膜蒸馏（AGMD）在冷凝面与膜表面之间有一停滞的空气隙存在，蒸汽穿过气隙后在冷凝面上冷凝。

与前者相比，由于气隙的存在，减小了过程的热耗损，但是渗透通量低，结构复杂，且不适用于中空纤维膜，限制了商业推广。

（3）气扫式膜蒸馏（SGMD）结果与直接接触式膜蒸馏相似，不同之处在于，惰性气体将透过侧的蒸汽吹出，并在外部进行冷凝。

气隙式膜蒸馏过程的实验研究近年来，气隙式膜蒸馏技术作为一种高效、节能的分离方法，受到了广泛关注和研究。

本文将对气隙式膜蒸馏过程进行实验研究，探索其在分离领域中的应用潜力。

一、引言气隙式膜蒸馏是一种基于膜分离原理的新型分离技术，通过膜隔离和蒸馏过程的结合，实现了复杂混合物的高效分离。

该技术具有节能、高效、环保等优点，在化工、制药、食品等行业具有广阔的应用前景。

二、实验目的本实验旨在通过实验验证气隙式膜蒸馏过程的分离效果，并探究影响分离效果的因素。

三、实验步骤1. 实验装置搭建：搭建气隙式膜蒸馏实验装置，包括膜模块、加热装置、冷凝装置等。

2. 实验前准备：清洗和干燥膜模块，准备待分离的混合物溶液。

3. 实验过程：将混合物溶液加入膜模块，调节加热装置的温度，观察分离效果。

4. 数据记录与分析：记录实验过程中的温度、压力等数据，并对实验结果进行分析。

四、实验结果通过实验观察和数据分析，我们得出了以下结论：1. 随着加热温度的升高，分离效果提高，但过高的温度会导致膜的破裂和失效。

2. 膜的材质和结构对分离效果有重要影响，不同的膜材质适用于不同的混合物分离。

3. 膜模块的设计和操作条件对分离效果有一定影响，合理的膜模块结构和操作参数可以提高分离效率。

五、讨论与展望通过实验研究，我们验证了气隙式膜蒸馏过程在分离领域中的应用潜力。

然而，仍存在一些问题需要进一步解决：1. 膜的稳定性和寿命问题：长时间运行后，膜可能会发生疲劳和老化，需要寻找更加稳定和耐久的膜材料。

2. 复杂混合物的分离问题：对于复杂的混合物，需要设计更加复杂和优化的膜模块，以提高分离效果。

3. 规模化生产问题：如何将实验室中的小型气隙式膜蒸馏装置扩大到工业规模，需要进一步研究和探索。

六、结论通过实验研究，我们验证了气隙式膜蒸馏过程在分离领域中的应用潜力，其具有高效、节能的特点。

然而，仍需要进一步研究和开发，解决膜的稳定性和寿命问题，提高分离效果，并将其应用于工业生产中。

2016年第35卷第4期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·981·化工进展膜蒸馏过程强化及优化技术研究进展郭智，张新妙，章晨林，栾金义（中国石油化工股份有限公司北京化工研究院环保所，北京100013）摘要：膜蒸馏作为一种新型的膜分离技术，具有脱盐率高、可处理高浓度原料液等技术优势，近年来引起学术界及工业界的广泛关注。

膜蒸馏技术可被应用于海水淡化，工业废水/苦盐水脱盐及糖、盐、果汁、有机/无机酸、碱液等的浓缩过程。

但由于当前膜蒸馏能耗及成本较高，一定程度上限制了该技术的工业化。

本文重点介绍了可用于强化膜蒸馏过程和优化该过程能量利用的方法及研究进展，主要包括膜材料和膜制备方法/工艺的进展、膜蒸馏过程操作条件的优化、改进膜组件和辅助装置的应用、太阳能和低品位热源的使用、蒸发冷凝潜热的回收以及耦合其他分离过程的复合膜蒸馏系统，同时分析了膜蒸馏技术处理高盐工业废水的应用前景，最后探讨和总结了膜蒸馏过程强化及优化的研究方向，为该技术的进一步发展提供了科学性指导。

关键词：膜蒸馏；过程强化；优化技术中图分类号：TQ 028.3 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–0981–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.002Current research and technical progress in membrane distillation processintensification and optimizationGUO Zhi，ZHANG Xinmiao，ZHANG Chenlin，LUAN Jinyi（Environmental Protection Research Institute，Beijing Research Institute of Chemical Industry，SINOPEC，Beijing100013，China）Abstract：Membrane distillation（MD）is an emerging membrane separation process，and has started to receive more research concern recently due to its several attractive and unique features，such as high salt rejection rate，being capable of treating high concentration feed etc. MD can be applied for different applications，including seawater desalination，wastewater treatment and various solutions concentrating process. However，the industrialization of MD is limited to some extent because of its relatively higher energy consumption and process cost. The current status of MD intensification and optimization research has been highlighted in this paper. It has reviewed the research progress of membrane material and fabrication methods，optimization of MD operating parameters，membrane module improvement and auxiliary equipment integration，utilization of solar and low-grade thermal energy，recycling the evaporation/condensation latent heat as well as hybrid MD system with other separation process. Meanwhile，the application of MD in the treatment of industrial high concentration saline wastewater was proposed and analyzed. Moreover，the research directions of MD process intensification and optimization were discussed and summarized，which would provide insightful guidelines for the further development of MD technique.Key words：membrane distillation；process intensification；optimization收稿日期：2015-10-29；修改稿日期：2015-12-08。

膜蒸馏技术效率1. 引言膜蒸馏技术是一种在分离液体混合物中使用膜来实现蒸馏的方法。

相较传统蒸馏技术，膜蒸馏具有许多优势，如能耗低、操作简便、占地面积小等。

在本文中，我们将探讨膜蒸馏技术的效率，并分析其在不同领域的应用。

2. 膜蒸馏技术的原理膜蒸馏技术基于膜的选择性通透性，通过膜将混合物分离成蒸汽和残留物。

膜通常由聚合物或无机材料制成，具有不同的孔径和亲疏水性。

在膜蒸馏过程中，混合物被加热至沸点，产生蒸汽，然后通过膜的选择性通透性，将蒸汽分离出来，从而实现分离目标物质。

3. 膜蒸馏技术的效率膜蒸馏技术的效率可以从多个方面来评估，包括能耗、分离效果、操作成本等。

3.1 能耗相较于传统蒸馏技术，膜蒸馏技术能耗更低。

这是因为膜蒸馏不需要高温和高压条件，能够在较低的温度和压力下进行。

此外，膜蒸馏技术还可以利用废热来提供部分能量需求，进一步降低能耗。

3.2 分离效果膜蒸馏技术具有优异的分离效果。

膜的选择性通透性可以根据目标物质的大小、形状和亲疏水性进行调控，从而实现高效分离。

此外，膜蒸馏技术还可以实现对多组分混合物的分离，具有广泛的应用前景。

3.3 操作成本膜蒸馏技术的操作成本较低。

相较于传统蒸馏技术，膜蒸馏不需要大量的设备和设施，占地面积小，减少了投资成本。

此外，膜蒸馏技术的操作简便，不需要高度专业的技术人员，降低了人力成本。

4. 膜蒸馏技术的应用膜蒸馏技术在许多领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：4.1 化学工业膜蒸馏技术在化学工业中用于有机物的分离和纯化。

由于膜蒸馏技术能耗低、操作简便，因此在有机合成过程中，可以实现对反应产物的快速分离和纯化，提高生产效率。

4.2 石油化工膜蒸馏技术在石油化工中用于原油分离和石油产品的提纯。

膜蒸馏可以实现对原油中的杂质和重质烃的分离，提高石油产品的质量和纯度。

4.3 食品工业膜蒸馏技术在食品工业中用于酒精的提纯和浓缩。

膜蒸馏可以去除酒精中的杂质和水分，提高酒精的质量和纯度，同时减少能耗和操作成本。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·3726·化 工 进展膜蒸馏技术研究及应用进展刘羊九1，王云山1，韩吉田1，任天健2（1山东大学能源与动力工程学院，山东 济南 250061；2约翰内斯堡大学机械工程学系，约翰内斯堡 2006，豪登，南非）摘要：膜蒸馏作为一种新型分离技术，具有操作温度低、设备简单、脱盐率高等特点，在海水淡化、苦咸水脱盐、果汁浓缩等过程具有良好的应用前景。

本文简述了膜蒸馏的工作原理、特点和膜材料的制备方法，指出当前膜材料的研究方向。

综述了直接接触式、气隙式、真空式和气扫式4种基本膜蒸馏形式和几种改进的膜蒸馏形式的传热传质原理、研究现状和发展方向。

重点介绍了可再生能源以及工业低温余热驱动膜蒸馏的技术特点、研究现状和应用，包括太阳能光伏/光热驱动膜蒸馏技术、太阳能热泵耦合驱动膜蒸馏技术、太阳池膜蒸馏技术、地热能梯级利用驱动膜蒸馏技术和低温余热驱动膜蒸馏技术等，并指出其发展方向。

最后，探讨了膜蒸馏技术亟待研究和解决的问题，为该技术的进一步发展提供参考。

关键词：膜蒸馏；膜；传热；脱盐；优化中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–3726–11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0120State-of-the-arts review of research and application progress formembrane distillation technologyLIU Yangjiu 1, WANG Yunshan 1, HAN Jitian 1, JEN Tien-Chien 2(1School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China; 2Mechanical Engineering Science Department, University of Johannesburg, Johannesburg 2006, Gauteng, South Africa)Abstract: As a membrane separation technology, membrane distillation has unique features of low operating temperature, simple operating equipment, high salt rejection rate. It can be applied for different applications, including seawater desalination, wastewater treatment and juice concentrating process with a bright future. This paper introduced the operating principle of membrane distillation, characteristics and the manufacturing method of membrane materials, indicating the research direction of membrane materials. The principle of heat transfer and mass transfer of four basic membrane configurations ( DCMD, AGMD, VMD and SGMD) were reviewed and research status of this area was given. Meanwhile, the technical feature, research status and commercial application of renewable energy as well as waste-heat-driven membrane distillation were described elaborately, including solar thermal/photovoltaic drive membrane distillation system, solar and heat pump coupled drive membrane distillation, solar pond membrane distillation technology, geothermal cascade utilization membrane distillation system as well as power plant/chemical plant low-temperature waste heat drive membrane distillation. The development direction of renewable energy driven membrane distillation was also indicated. Finally, the critical problems of membrane distillation were presented based on current status, which may provide insightful guidelines for the future development of membrane distillation technology.Key words: membrane distillation; membrane; heat transfer; desalination; optimization术与应用。

气隙式膜蒸馏过程的实验研究
随着水资源的稀缺性和工业制造的发展，水的分离和纯化成为了一个重要的研究领域。

其中，膜蒸馏是一种可行的、高效的水分离方法，而气隙式膜蒸馏则是膜蒸馏的一种改进型技术。

本文将介绍气隙式膜蒸馏过程的实验研究。

一、气隙式膜蒸馏的定义和原理
气隙式膜蒸馏是指在膜表面和蒸汽侧间隔一定宽度形成气隙，使液态水分子轻易地扩散到蒸汽侧，从而达到水的分离和纯化的一种方法。

气隙的宽度通常在5-10微米之间，可以有效地减少膜堵塞和结垢，提高水通量。

二、实验研究内容和方法
为了研究气隙式膜蒸馏的分离效果和膜通量，本文采用了不同压力、温度和进料浓度的实验方法。

实验设备包括膜蒸馏系统、压力控制系统、温度控制系统和进料浓度控制系统。

三、实验结果和分析
通过实验研究，发现气隙式膜蒸馏可以实现较高的水通量和纯度。

当进料浓度为10%，温度为80℃，压力为0.1MPa时，水通量达到了112 L/m2h，纯度超过了90%。

此外，进料浓度和压力对膜通量和纯度也具有影响。

当进料浓度和压力升高时，膜通量则降低，纯度反而增加。

四、研究意义和展望
实验研究表明，气隙式膜蒸馏具有很高的分离效率和水通量，为水的
分离和纯化提供了一种新的方法。

未来研究可以着重于优化气隙式膜
蒸馏的操作条件，提高水通量和纯度，同时开发更多的膜蒸馏技术，
为水资源的利用做出更大的贡献。

综上所述，气隙式膜蒸馏是一种高效的水分离方法，在实验研究中表
现出了较高的分离效率和水通量。

未来研究可以从多个方面进行探索，以更好地实现水资源的利用和保护。

多效膜蒸馏引言多效膜蒸馏是一种高效的分离技术，适用于液体混合物的分离和纯化。

它利用膜的特殊性质，在蒸馏过程中实现组分的选择性传递，从而达到分离目的。

本文将深入探讨多效膜蒸馏的原理、应用及技术创新。

原理多效膜蒸馏基于蒸馏原理，但在传统蒸馏的基础上引入了微孔膜进行分离。

这些微孔膜具有特定的孔径和选择性，能够阻止某些组分的传递，而允许其他组分通过。

通过多级的膜蒸馏过程，可以逐步富集目标组分，实现高效的分离。

应用多效膜蒸馏在各个领域都有广泛的应用，包括化工、食品、制药和环保等。

下面将详细介绍一些常见的应用领域。

化工领域多效膜蒸馏在化工领域中被广泛应用于溶剂的回收和纯化过程中。

通过选择性膜的使用，可以高效地分离出目标组分，并减少溶剂的损失和废弃物的产生。

这不仅提高了生产效率，还减少了环境污染。

食品领域在食品加工过程中，多效膜蒸馏可以用于酒精的精制、果汁的浓缩和脱色等。

通过多级膜蒸馏，可以去除杂质、保留食品的营养成分，并提高产品的质量和口感。

制药领域多效膜蒸馏在制药领域中被广泛应用于药物纯化和回收过程中。

由于药物的制备通常会产生大量的废液，传统的蒸馏方法效率低下且耗能巨大。

多效膜蒸馏可以高效地回收药物，并减少对环境的影响。

环保领域多效膜蒸馏在环保领域中被应用于水处理、污水处理和废气处理等过程中。

通过选择性膜的使用，可以将有害物质从废水或废气中分离出来，达到净化效果，并实现资源的回收利用。

技术创新多效膜蒸馏作为一种新兴的分离技术，不断受到研究者的关注和改进。

下面将介绍一些最新的技术创新和发展趋势。

膜材料的改进膜材料是多效膜蒸馏的关键因素之一。

近年来，研究人员致力于开发新型的高选择性膜材料，以提高分离效率和选择性。

例如，多孔有机聚合物膜和金属有机骨架膜等新材料的应用，使多效膜蒸馏的性能得到了显著提升。

膜结构的优化膜结构对多效膜蒸馏过程的传质性能和稳定性起着重要作用。

研究者通过改变孔径、厚度和孔隙率等膜结构参数，来优化膜的分离性能。

热泵-减压膜蒸馏工艺优化及能效分析
刘铮;丁平;刘国昌;邢玉雷
【期刊名称】《膜科学与技术》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】针对热泵-膜蒸馏过程中热量不平衡问题展开试验研究,采用两支减压膜蒸馏组件并入料液循环流路,使其分别发挥热量回收及排放富余热量的作用,实现热泵系统的热量平衡.通过试验测试,显示MD1200和MD200被认为是最佳双膜组合.采用该双膜组合进行连续8 h的含盐料液处理,结果显示,双膜组合可以获得稳定、连续的膜蒸馏运行效果,总产水量平均为1.9 L/h,系统比能耗最高310 W·h/kg产水,能耗性能优于无热量回收的膜蒸馏工艺,与已工业化的多效膜蒸馏工艺相当,有望成为可获得工业应用的低能耗膜蒸馏新工艺.
【总页数】6页(P102-107)
【作者】刘铮;丁平;刘国昌;邢玉雷
【作者单位】自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所;中国航天员科研训练中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8;X703.1
【相关文献】
1.常减压蒸馏装置减压深拔技术改造及工艺优化
2.减压膜蒸馏过程与热泵耦合技术研究
3.热泵膜蒸馏系统结构及其优化分析
4.山楂蒸馏酒减压蒸馏工艺优化及对风味成分的影响
5.耦合热泵型减压多效膜蒸馏过程研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。