高溫多效膜蒸餾用于處理高鹽溶液的實驗研究.pdf

1、膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜,以膜兩側(cè)的蒸汽壓差為傳質(zhì)驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。自二十世紀(jì)六十年代誕生以來,一直受到廣大科技工作者的廣泛關(guān)注。但是受膜材料和熱利用率低等因素的限制至今尚未得到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。而在氣隙式膜蒸餾基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多效膜蒸餾過程具有內(nèi)部潛熱回收功能,除了具有傳統(tǒng)膜蒸餾技術(shù)的優(yōu)勢外,還具有操作條件溫和、熱利用率高、造水比大等優(yōu)點,具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　膜蒸餾通常在操作溫度低于90℃的條件下進行的,而對于高鹽溶液

2、,由于濃差極化和飽和蒸氣壓下降比較嚴(yán)重,在通常操作溫度下膜通量和熱利用率都很低。本文采用多效膜蒸餾過程在高溫操作條件下對以氯化鈉水溶液為代表的理想料液和天津某堿廠過剩母液為代表的實際料液進行了深度濃縮研究,著重考察了冷進料溫度T1,加熱后料液溫度T3、料液濃度、料液流量等操作參數(shù)對膜通量、造水比和截留率的影響。實驗結(jié)果表明,當(dāng)氯化鈉料液質(zhì)量濃度為5％,T3為100℃時,膜通量和造水比值分別為3.1L·m-2·h-1和15.2;雖然膜通量

3、和造水比均隨料液濃度的增大而下降,但是當(dāng)料液質(zhì)量濃度為25%,T3為105℃時,膜通量和造水比值仍可達1.53L·m-2·h-1和5.8;且鹽截留率達到99.95%以上。在兩個月的連續(xù)運行中,膜組件保持了良好的性能穩(wěn)定性。在對天津某堿廠過剩母液為代表的實際體系料液進行一倍濃縮時,造水比和膜通量隨著濃縮過程中料液濃度的增大而降低,造水比從8.6降到4.3,膜通量從3.8L·m-2·h-1降到2.4L·m-2·h-1。經(jīng)過連續(xù)60天的穩(wěn)定性

4、實驗表明:在高溫高鹽條件下,膜組件穩(wěn)定性能良好。實驗結(jié)果表明高溫多效膜蒸餾技術(shù)能夠有效用于高鹽溶液的深度濃縮。
　　針對一些高鹽溶液如海水中含有鈣離子和硫酸根離子,在多效膜蒸餾法濃縮過程中易形成硫酸鈣沉淀,從而造成膜的污染甚至膜泄露等問題,本文對以海水為代表的含鈣鹽溶液進行選擇性脫鈣研究。實驗結(jié)果表明,在高溫條件下,亞硫酸鈉法能夠有效的選擇性脫除海水中的鈣離子,隨著海水濃度的增大,鈣離子脫除率隨之增大。在85℃下,當(dāng)海水濃度超過1