多效膜蒸馏过程用于海水和浓海水的深度浓缩

2020-03-20

摘要:科研了活性炭吸附法可选择性脱钙与多效膜蒸馏紧密联系用于海水淡化设备和清除厂浓水位层提纯的可行性方案。海

水或浓海平面中钾离子能脱除90%之中,可防止高倍率提纯时海平面中碳酸氢钙沉淀对膜造成空气污染。原文中以膜通量、造水比和馏出液电导率为多效膜蒸馏过程的技术参数,科研了操作过程规范对过程特点的伤害。膜通量较大 做到6.07L/(m2·h),造水比较大 做到13.2;当海平面提纯至250g/L时,馏出液的电导率小于200μm/cm,膜通量和造水比仍做到3.61L/(m2·h)和4.96。以除钙后的浓海平面为料液,膜蒸馏应用二种多效膜蒸馏构件分别进行了持续45天的操作过程可靠性测试科研,在试验期子宫内膜构件特点没有明显减少。该科研下结论,多效膜蒸馏结合可选择性脱钙是适合于海平面深层次提纯及资源综合利用的效率高绿色环保。

关键词:多效膜蒸馏;造水比;海平面;脱钙;深层次提纯;操作过程可信性

规模化实用化的海水淡化技术包括roro反渗透、多效蒸发和多级闪蒸,其谈水使用率一般为40%~55%,因此海水淡化设备厂全是导致许多 的浓海平面.

目前海水淡化设备厂处理浓海平面的重要方式是将其马上或与原海平面混合后排座回海底。由于海水淡化设备过程副产的浓海平面的盐度较高,并且在海水淡化设备过程中再加反渗透阻垢剂、杀生剂等化学品,因此浓海平面的马上污水处理会对海底生态文明建设造成严重威胁[3-5]。另一方面,福清作为重要的化工产品,其需求量不断扩张。应用浓海平面进行日晒雨淋制盐效率高低、产盐质量较差,不能此外生产制造谈水,此外还仍然遭遇深圳盐田占地面积渐渐地减少难点。浓度较高的高纯的浓海平面可以马上用于碳酸氢铵和氯碱化工加工制造业。浓食盐水用于提钾、提溴、制镁等过程时,其质量浓度越高,经济效益越显著。上述过程的维持都务必有社会经济发展可行的海平面深层次提纯专业性。

roro反渗透受浓海平面血浆渗透压限制,多效蒸发、多级闪蒸受浓海平面溶点上升的限制,而且浓海平面中饱和碳酸氢钙造成情况严重机械设备结垢或膜空气污染难点。之中传统海水淡化技术的特点及局限性限制了roro反渗透、多效蒸发和多级闪蒸等传统专业性用于海平面的深层次提纯。

膜蒸馏专业性用于海水淡化设备以及海水淡化设备浓海

水提纯目前一定的科研基础[6-8]。

但传统膜蒸馏过程的热值利用率很低,远远低于多效蒸发和多级闪蒸的热利用率,因此经典的膜蒸馏无法与多效蒸发、多级闪蒸相市场需求。本文作者研究组新产品开发的依据磁密式膜蒸馏构件的多效膜蒸馏过程能够在同一个膜构件内就地在线回收蒸汽冷疑释放出的汽化热,因而进一步提高了热值利用率。多效膜蒸馏已用于糖、盐、果汁、柠檬酸钠、氧化剂等溶液提纯科研[9-14]。本文作者将多效膜蒸馏过程与活性炭吸附法可选择性除钙技术相结合用于海平面深层次提纯,将新鮮海平面和海水淡化设备厂排污浓海平面用活性炭吸附法除钙后用多效膜蒸馏过程进行深层次提纯,并调研多效膜蒸馏过程的经常性操作过程可信性。本科研对多效膜蒸馏智能化应用于海水淡化设备有一定指导意义。

1多效膜蒸馏过程基本概念

图1为多效膜蒸馏过程基本概念平面设计图。温度为T1

的冷料液最开始被自上而下传到实壁毛细管(统称实壁管)的管程,在流通性过程中消化水蒸气在实壁在自来水管外内腔冷疑所释放出的冷疑热而被渐渐地被升温到实

壁管管程入口处的温度T2。

温度升成T2的料液排出来实壁管管程随后进一步被外部换热器升温到T3。温

数为T3的热料液返回膜构件,

以与冷料液逆流的方式自上而下进入中空合成纤维微孔板膜(统称微孔板膜)的管程。这里过程中,热料液中的水分在微孔板膜-料液碰触处蒸发,造成水蒸气并扩散依据疏水微孔板膜内腔的微孔板,扩散依据壳程微孔板膜和实壁管正中间的汽体间隙到实壁管的外表面处冷疑;此外热料液温度渐渐地减少到微孔板膜入口处的温度T4。冷疑液不断在实壁管表层处聚集,在相互作用力作用下向下流通性过程中渐渐地致冷,最终从壳程入口处排出来膜构件收集为货品(统称为馏出液)。

该过程的实质是水蒸气在膜两侧温度差导致的饱和蒸气压差的控制器下依据膜壁微孔板,接着传输根据汽体间隙,最后在实壁管两边冷疑。倘若料液中物质的量浓度并不是挥发成份,则冷疑液绝大多数是矿泉水,其饱和蒸气压是矿泉水饱和蒸气压。而料液的饱和蒸气压则比较复杂,就是温度的涵数全是料液中物质的量浓度种类和质量浓度的涵数,并且受浓差极化和温差电极化的伤害。

多效膜蒸馏的本质属性是在同一构件内部依据回收冷疑汽化热对冷料液进行加温,维持热值的就地在线回收应用。在依据中空合成纤维磁密式膜蒸馏构件的多效膜蒸馏操作步骤中,在不足0.3mm的间隔内、不足0.3s的时间内、不足10℃(甚至不足3℃)的温差下此外维持了水的汽化和冷疑。这相当于外部经济化但又无需机械泵操作过程的多级闪蒸过程[12],这促进多效膜蒸馏过程比传统的多级闪蒸和多效蒸发过程更接近热力学上的可逆过程,这是多效膜蒸馏过程具有高电力能源利用率的根本原因。

2实验一部分

2.1原料与实验试剂

本实验常见鲜新海平面源于在我国莱州湾,总盐水分含量约为34g/L,pH标值8.52,钾离子质量浓度为410mg/L,铝离子质量浓度为1034mg/L,硫酸根离子质量浓度为2840mg/L;海水淡化设备厂排污浓海平面源于天津市北疆发电站多效蒸发法海水淡化设备厂,总盐水分含量约为57g/L,pH标值8.43,钾离子质量浓度为695mg/L,铝离子质量浓度为1810mg/L,硫酸根质量浓度为4715mg/L;盐酸(分析纯),天津市光复生物技术调研室;EDTA(分析纯),天津市江天化工技术责任有限公司;氢氧化钠(分析纯),天津市江天化工技术责任有限公司;氢型离子交换柱(D-72型),天津市波鸿环氧树脂胶科技有限公司。2.2实验仪器与机械设备

微滤构件,直徑5μm,ro反渗透膜构件,UF4040-PES膜芯,天津海水淡化设备与综合利用调研室;十分恒温水浴,SY-601,天津市欧诺电气仪表责任有限公司;低温恒温槽,DC-3015,宁波新芝生物科技责任有限公司;带磁控制器循环泵,MP-40R,上海新香山木业有限公司;电子分析天平,AL204-IC,梅特勒-托利多实验仪器(上海)责任有限公司;电导率仪,DDSJ-308A,上海精密仪器机器设备责任有限公司;自做有机玻璃板离子交换柱,外径50mm,柱高500mm。

本试验室运用的大中小型的双Y形逆流磁密式膜蒸馏构件由天津凯铂能膜建筑工程设计责任有限公司提供。多效膜蒸馏构件结构提醒见图2。本实验过程我党运用2个多效膜蒸馏构件,其具体基本参数和常见膜原料具体基本参数见表1和表2。2.3实验设备与过程

2.3.1实验流程

所有实验生产工艺流程见图3。

原海平面中含有许多 的厌氧颗粒污泥、胶体溶液、泥沙等沉渣,倘若未经处理马上将原海平面用于多效膜蒸馏过程会空气污染和堵塞多效膜蒸馏构件,降低多效膜蒸馏过程的特点。依据静放沉淀、沙滤、微ro反渗透膜能够去除海平面中泥沙、胶体溶液、厌氧颗粒污泥等沉渣;接着依据活性炭吸附法可选择性脱除海平面中绝大部分钾离子,避免碳酸氢钙在高提纯倍数情况下饱和融解而对中空合成纤维微孔板疏水膜造成空气污染或危害。2.3.2活性炭吸附法可选择性除钙

本实验选用氢型离子交换柱(D-72型)可对海平面或浓海平面进行可选择性除钙处理,其从水溶液中对正离子的吸附专业能力高矮顺序为Ca2+>Mg2+>K+。将准备解决后的湿态环氧树脂胶500mL放进离子交换柱内,微ro反渗透膜后的海平面用气动隔膜泵以10mL/min依据离子交换柱,由离子交换柱正下方渗水,从离子交换柱上边水流量。当处理的海平面保证15L或处理的浓海平面保证8L后,停止泵入料液。离子交换柱采用10%盐酸溶液重塑,出水量为15mL/min,重塑时间为60min。


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