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膜蒸馏基本原理及其技术应用的未来主要攻关方向分析

发表日期:2018-12-17 14:01文章编辑:国初科技浏览次数: 标签:    

       据冷热科技微信公众平台2018年12月11日讯 水为溶剂的料液在与疏水微孔膜接触时,料液无法流过膜孔,但水可在膜孔表面汽化并穿过膜孔;膜蒸馏即是利用该特性使料液中的水与其它组分分离,实现料液的浓缩等目的,如下图。

 

膜蒸馏基本原理及其技术应用的未来主要攻关方向分析


  图中,料液在膜左侧并与膜接触,由于膜的疏水性,料液不能穿过膜孔,但在膜孔处料液中的水分则可以汽化并以水蒸气形式穿过膜孔到达膜的另一侧,而料液中的其他组分则被截留,实现料液中水分与其他组分的分离。
  除含水类料液外,其他不能穿过膜孔但特定组分可在膜孔表面气化的料液也可应用膜蒸馏处理。
  膜蒸馏可以在常压实现料液中组分的低温分离,应用于热敏料液(果汁、药液、香料等)时,具有很好的优势。
  根据对穿过膜孔的水蒸气的处理方式不同,膜蒸馏可分为直接接触式膜蒸馏、真空式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、吸收式膜蒸馏等,从产业化应用于处理热敏料液的观点来看,气隙式膜蒸馏和直接接触式膜蒸馏较适宜。
  膜蒸馏的膜材料通常有聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、陶瓷材料等。
  膜蒸馏的膜型式通常有平板膜(可构成板框式膜蒸馏组件和卷式膜蒸馏组件)、卷式膜(可构成管式膜蒸馏组件)、中空纤维膜(可构成中空纤维式膜蒸馏组件)等。
  平板膜如下图:

 

膜蒸馏基本原理及其技术应用的未来主要攻关方向分析


  管式膜蒸馏组件如下图:

 

膜蒸馏基本原理及其技术应用的未来主要攻关方向分析


  中空纤维膜及膜蒸馏组件如下图:

 

膜蒸馏基本原理及其技术应用的未来主要攻关方向分析


  膜蒸馏发展的主要方向应有如下几方面:
  (1)降低料液分离能耗。基本的技术方向应为热泵与带能量回收的膜蒸馏或多效膜蒸馏进行集成。
  (2)降低膜组件成本。基本的技术方向是降低膜材料和制作成本、延长膜组件的使用寿命、延长膜组件的再生周期(减少亲水化、膜污染、提高再生效果等)、提高膜组件的膜通量等。
  (3)专用膜蒸馏系统研制。针对具体料液,应研究与之匹配的优化膜蒸馏工艺,进而研制专用膜组件、专用热泵等,进而构建与料液特性及处理要求匹配的最优膜蒸馏系统,实现最好的技术经济效果和综合竞争优势。

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