减压膜蒸馏传热传质过程

常减压蒸馏工艺流程
首先是进料步骤。

进料的原料可以是液体混合物、溶液或气体混合物，通过进料泵或者重力加入到蒸馏设备中。

原料进入蒸馏设备后，会经过预
处理，去除杂质或者固体颗粒。

接下来是加热步骤。

所加热的方式可以是外加热或者内加热，具体取
决于工艺要求和设备结构。

加热的目的是将原料加热到沸点，使其开始蒸发。

然后是蒸发步骤。

加热后的原料会被转化为蒸汽，蒸汽会上升到蒸馏
柱或分离器中。

在蒸馏柱中，原料组分会根据其沸点差异逐渐分离，较低
沸点的组分会先蒸发，而较高沸点的组分则会留在底部。

接着是冷凝步骤。

蒸发后的蒸汽会经过冷凝器，通过降温使蒸汽转变
为液体。

冷凝器内的冷却剂（通常是水）会吸收蒸汽的热量，使其冷凝成
液体。

最后是分离步骤。

冷凝后的液体会从冷凝器中流出，并根据密度差异
沿着蒸馏柱或分离器的内部被分离。

较轻的组分会向上上升，而较重的组
分则会沉积在底部。

值得注意的是，在常减压蒸馏中，减压是必不可少的。

通过减低操作
压力，使得沸点降低，可以更有效地实现组分的分离。

减压可以通过变化
蒸馏柱或分离器的压力，通常是通过真空泵或减压系统来实现。

总结起来，常减压蒸馏工艺流程主要包括进料、加热、蒸发、冷凝和
分离等步骤。

通过这个过程可以有效地将混合物中的组分分离出来，广泛
应用于化工、石油和石化等行业。

减压蒸馏流程及原理今天来聊聊减压蒸馏流程及原理。

你知道吗？在生活中我们常常能看到类似减压蒸馏的现象呢。

就好比煮面条的时候，锅上盖着盖子，如果不小心盖得很严，里面蒸汽太多之后，蒸汽就会顶着盖子噗噗地往外冒，有的时候还会把锅盖顶起来。

这其实和蒸馏有点关系啦，不过蒸馏可没这么简单粗暴哦。

减压蒸馏，简单说呢，就是在比常压要低的压力下进行蒸馏操作。

那为啥要减压呢？打个比方吧，假如你是液体里的小分子成分，在常压的时候周围有太多的东西压着你、限制着你跑出去，就像在很拥挤的地铁里每个人都动不了。

但是减压的时候，就好比地铁里突然人少了很多，你就可以比较轻松地四处活动，然后变成气体跑到上面去了。

好啦，我们来详细讲讲过程。

首先呢，装置肯定是关键。

要有一个带温度计的烧瓶来装我们要蒸馏的东西，就像是一个房子里住着要被分开的居民（混合物）。

然后呢，用导管连到冷凝管那儿，冷凝管就像一根冰冷的管道，这些逃跑出来的“居民”（气体分子）一进去就被冻得又变成液体（冷却凝结）了。

这时候你可能会问，减压是怎么实现的呢？这就需要用到真空泵啦。

真空泵呢就像是一个超级大力士，能把烧瓶里的空气使劲往外抽，让里面的压力降低。

说到理论支持，根据拉乌尔定律啊，溶液的蒸气压和溶液中各组分的摩尔分数有关。

减压之后呢，溶液的沸点就会降低，这样就能让一些在常压下比较难蒸馏的物质在比较低的温度下就蒸馏出来。

实际应用在石油工业里就特别重要。

原油里面有很多成分啊，像汽油、柴油之类的。

通过减压蒸馏就可以在比较合适的温度下把它们彼此分离开来，而不至于在高温下把有些成分破坏掉。

老实说，我一开始也不明白为啥减压就这么神奇呢。

就好像突然被告诉有一种魔法，可以让东西在不用太高温度下就分离。

但是后面学习发现，很多时候理解科学原理就像一层一层剥洋葱，每学习一点新的知识就像剥掉了一层，越来越接近真相。

我们在做减压蒸馏的时候啊，一定要注意压力控制要稳定，不然就像坐过山车一样，忽上忽下，蒸馏的效果就不好啦。

膜蒸馏过程的传热与传质膜蒸馏是将膜与蒸馏过程相结合的分离方法。

热侧水溶液在蒸汽压差的作用下,在多孔疏水膜表面蒸发,水蒸气通过膜,进入低温侧,冷凝得到纯净水。

膜蒸馏传质的推动力是膜两侧温度下水的饱和蒸汽压差,是一种有相变的膜分离过程。

空气隙膜蒸馏的具有直接得到冷凝的纯水,对冷却水的纯度要求很低和在低压和较低温度的条件下进行分离的优点,而且操作简单、分离效率高,可以用于海水脱盐、非挥发性溶质水溶液浓缩、水溶液中挥发性有机物溶质的脱除以及废水处理等领域,所以膜蒸馏越来越引起人们的关注。

根据扩散到膜另一侧的蒸汽被冷凝的方式不同,膜蒸馏可以分为直接接触式膜蒸馏、真空膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏和减压膜蒸馏。

真空膜蒸馏与其他方式的膜蒸馏相比较, 热传导的损失一般可以忽略, 热效率较高,而且透过通量一般较大, 因此受到研究者越来越多的重。

1. 1 热量传递真空膜蒸馏的传热过程大体分为三步:1)热量从热侧料液主体传到热侧膜面;2)热量伴随挥发组分通过膜孔和膜本体传递(跨膜传热);3)热量伴随挥发组分在下游侧冷凝而传递。

1. 1. 1 边界层内的热量传递热量从热侧料液主体传到热侧膜面主要以对流方式传递, 其热阻主要集中在边界层。

流道内对流传热系数满足Dittus-Boelter方程。

但膜蒸馏的传热过程伴有质量传递,与换热器的传热多有不同,因而有必要对Dittus-Boelter方程中的常数重新进行测定。

Lawson[1] 等设计了新的膜组件,用纯水做实验介质对对流传热系数进行了测定,得到的结果与Dittus-Boelter方程基本一致。

阎建民[2]等介绍了应用减压膜蒸馏技术测定膜组件对流传热系数的理论方法,并通过实验测定了膜组件的对流传热系数,发现雷诺数及普朗特数对对流传热系数的影响与Dittus- Boelter 方程基本一致。

Mengual[3]等由努赛尔数、雷诺数和普朗特数关联式出发,通过实验测定了传热方程中的系数,并与在膜蒸馏法中常用的传热经验关联式进行了比较后得出结论:对于流体的不同流动情况,经验关联式的适用性是不同的；当使用传热的经验关联式来计算膜蒸馏过程中的传热时必须重新考虑特征常数。

常减压蒸馏工艺流程常减压蒸馏是一种用于分离液体混合物的工艺，通过利用不同组分的沸点差异，在减压条件下进行蒸馏，以实现组分的分离和纯化。

本文将详细描述常减压蒸馏的工艺流程，包括原料处理、进料、预热、蒸发、冷凝和收集等步骤。

1. 原料处理在常减压蒸馏之前，需要对原料进行处理。

原料可以是液体混合物，也可以是固体-液体混合物。

对于固体-液体混合物，需要先将固体溶解于适当的溶剂中形成溶液。

2. 进料将经过处理的原料进入蒸馏设备中。

进料方式可以是连续进料或者间歇进料，具体取决于生产需求和设备性能。

3. 预热在进入主蒸发器之前，需要对原料进行预热。

预热有助于提高蒸发效率和节约能源。

预热通常通过换热器实现，将出口液体与进口原料进行热交换。

4. 蒸发蒸发是常减压蒸馏的核心步骤。

在主蒸发器中，通过加热使液体混合物沸腾，产生蒸汽。

蒸汽中含有不同组分的气体，利用其沸点差异进行分离。

常减压蒸馏通常在低于大气压的条件下进行，以降低混合物中易挥发组分的沸点。

通过减压可以降低沸点，从而实现对易挥发组分的分离。

5. 冷凝在蒸发过程中，产生的蒸汽需要被冷凝成液体。

冷凝器是将蒸汽冷却成液体的关键设备。

冷凝器通常采用管壳式或者板式换热器，通过外界冷却介质（如水）将蒸汽冷却至其饱和温度以下，使其转化为液体。

6. 收集经过冷凝后，产生的液体会经过收集系统进行收集。

根据需要，可以设置多个收集容器以分别收集不同组分的液体。

7. 精馏在常减压蒸馏过程中，通常需要进行多级精馏以获得更高纯度的产品。

多级精馏通过连续的蒸发和冷凝过程，进一步分离液体混合物中的组分。

多级精馏中，可以设置多个塔板或者填料层来增加接触面积，并利用液体和蒸汽之间的传质传热过程进行分离。

8. 废料处理在常减压蒸馏过程中，会产生一些废料。

这些废料可能包含有毒、有害或者不需要的组分。

为了环境保护和资源利用，废料需要经过相应的处理和处置。

废料处理可以包括中和、沉淀、过滤、焚烧等步骤，以确保废料的安全处理和环境友好。

减压膜蒸馏传热传质过程刘捷;武春瑞;吕晓龙【摘要】Heat and mass transfer processes in a vacuum membrane distillation (VMD) were studied. A theoretical model that considers the temperature polarization and concentration polarization was used in the calculation of VMD process. It was found that as temperature increased, the mass transfer coefficient Km increased, the temperature polarization coefficient (TPC) decreased, the concentration polarization coefficient (CPC) increased, and the flux increased nearly exponentially. As the feed velocity increased,TPC and heat transfer coefficient hf increased, CPC decreased slowly, Km and the flux increased slowly. The flux decreased with the increase of number of fiber. As the vacuum increased, the TPC decreased, CPC and flux increased. The calculated results were in good agreement with the experimental data.%对减压膜蒸馏传热传质机理进行了研究,在已有理论模型的基础上,考虑温度极化和浓差极化的影响,引入减压膜蒸馏传热传质理论模型,并对模型进行了计算,结果表明:随温度的升高,传质系数Km升高,温度极化系数TPC减小,浓差极化系数CPC增大,通量呈近指数倍增加;随流速的增加.TPC增大,膜表面传热系数hf增大,CPC略有降低,Km略有升高,通量略有升高;随中空纤维填充数目的增大,通量减小;随真空度的增大,TPC减小,CPC增大,通量呈线性增长;模型计算值与实验值符合较好.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2011(062)004【总页数】8页(P908-915)【关键词】减压膜蒸馏;传热传质;通量【作者】刘捷;武春瑞;吕晓龙【作者单位】天津工业大学生物化工研究所,中空纤维膜材料与膜过程国家重点实验室培育基地,天津,300160;天津工业大学生物化工研究所,中空纤维膜材料与膜过程国家重点实验室培育基地,天津,300160;天津工业大学生物化工研究所,中空纤维膜材料与膜过程国家重点实验室培育基地,天津,300160【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程,它采用疏水微孔膜,以膜两侧蒸气压差为传质推动力,料液中易挥发性组分以蒸汽形式透过膜孔,从而实现分离的目的。

膜蒸馏中文：膜蒸馏英文：membrane distillation定义：以疏水微孔膜作介面的液体蒸馏过程，用于水的蒸馏淡化，对水溶液去除挥发性物质。

膜蒸馏（MD）是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。

与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。

A. 膜蒸馏是20世纪60年代出现的一种新型膜分离技术。

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。

膜蒸馏作为物理与化学过程相结合的新型分离技术，是利用疏水微孔(膜)将两种不同温度的溶液分开，温度较高时溶液中易挥发物质呈气态透过膜进入另一侧，然后冷凝分离。

由于能在常压低温操作，可利用废热，适于小规模淡化和浓缩等一系列优点，常被用于海水淡化、超纯水制备、非挥发性物质水溶液的浓缩和结晶，挥发性物质水溶液的浓缩和分离等方面。

在进行污水处理的同时，达到治理及资源回收的综合效果。

B. 膜蒸馏(MD)是混合液中挥发性组分在多孔疏水膜两侧的蒸汽压差的推动下实现传质分离的膜过程,它是近年发展起来的一种新型分离技术,可分为：1.直接接触膜蒸馏(DCMD)；2.空气隙膜蒸馏(AGMD)；3.吹扫气膜蒸馏(SGMD)；4.真空膜蒸馏(VMD)。

膜蒸馏因具有可在常压下操作、设备简单、操作容易、操作温度低(6 0～90℃)、可利用低品位热源(如太阳能、地热、废热)、截留率高及可处理高浓度水溶液等优点,所以广泛用于高纯水的制备、乙醇脱水、食品加工、废水处理等方面。

C.膜蒸馏的工艺指标及影响因素1截留率从理论上讲,对不挥发性溶质而言其截留率应为100%,但实际上往往达不到100%.其原因有两方面,一方面是膜的缺陷,如孔隙大小分布很宽,有部分孔隙太大或膜有针孔、裂纹等;其二是运行过程中膜发生“湿化”现象,即疏水性局部丧失使溶液通过了膜孔.水通量影响水通量的因素有:1)溶液浓度:一般情况下,溶液浓度高,水平衡分压小,水蒸气通量小,因此随着热侧溶液的不断浓缩,水通量渐渐下降.2)膜两侧之温差:温差大,则传质推动力也大,水的通量增加.3)溶液的流动状态:随两侧流动状态的改善,膜两侧之温差会增加,蒸汽压差也会相应增加,水通量亦相应提高.4)膜的疏水性及结构参数的影响:包括孔径、孔隙率、膜厚和膜孔的弯曲因子。