什么是膜蒸馏?

2021-12-17

  膜蒸馏是近年来发展起来的一项新技术。介绍了一种利用疏水微孔膜分离含有不挥发溶质水溶液的膜技术。在常压条件下,由于水的表面张力,液态水无法通过薄膜上的微孔,水蒸气无法进行。在薄膜两侧存在一定的温度差时,水蒸气分子会在另一面冷凝,这是由于蒸气压不同而形成的。该方法能充分利用工厂热能、太阳能等廉价能源,且工艺自动化程度高、设备简单,是一种具有实用价值的分离工艺。

  膜蒸馏原理:

  膜蒸馏是一种利用疏水微孔薄膜,使两面膜之间的水蒸气压差为传质驱动力的一种膜分离技术,可用于水的蒸馏、脱除和脱除。比如,在不同温度的水溶液中,疏水微孔膜是分开的,水溶液由于两边都是疏水性,所以不可能通过膜孔向另一边渗透。但是在暖侧,由于水蒸气压力比冷侧高,水蒸汽从热侧通过膜孔进入冷侧,导致水蒸气凝结。这个过程非常类似于传统的蒸馏、传质、浓缩过程,所以称之为膜蒸馏。

  膜蒸馏的应用:

  (1)脱盐

  目前,淡水资源短缺已成为严重的社会问题,海水淡化是淡水资源的来源之一。浅水的方法主要有电渗、蒸发、多段蒸馏、反渗透等。近几年来,蒸馏法和膜法结合使用取得了巨大的成功和良好的应用,有望成为一种经济、高效、经济的水处理方法。该方法具有设备简单、成本低、操作方便、能耗低等优点,可用于海水膜蒸馏、海水淡化等多项海水淡化工程。

  (2)超纯水的制备

因为薄膜的疏水性,原则上只能让蒸气通过微孔,所以可以得到非常纯净的水。采用减压膜蒸馏技术处理自来水,其水质满足微电子行业高纯水三级及医用注射水的要求。其中,新型高通量无机膜、有机-无机复合膜的开发成功,使膜蒸馏制备超纯水成为一种具有广阔应用前景的工业化生产方法。

  (3)废水处理。

  膜蒸馏相对于其它 技术,其一大优势在于能在很高的浓度下工作,即能将不含挥发性溶质的水溶液高度浓缩,甚至达到饱和。张凤君等采用中空纤维膜蒸馏技术,对含酚废水进行了处理,经5000mg/L以上的含酚处理,可降到50mg/L,苯酚去除率达到95%以上。利用自主开发的中空纤维膜蒸馏装置,采用膜蒸馏技术,对联合站甲醇废水进行膜蒸馏,结果表明,其质量浓度低于0.03mg/L。

  (4)分离共沸。

  在一些共沸物中,膜蒸馏也有分离作用。通过膜蒸馏技术分离甲酸-水共沸混合物是一种可行的方法,结果表明,膜蒸馏法分离甲酸水溶液时不存在共沸物,证明膜蒸馏在共沸分离中有潜在的应用价值。

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