聚偏氟乙烯中空纖維膜蒸餾性能初步研究.pdf

1、中空纖維膜及組件結構是影響膜蒸餾性能的關鍵因素,通過膜和組件結構的調節(jié),可有效的提高膜蒸餾過程的產(chǎn)水通量。目前關于膜蒸餾過程的研究多集中于對不同應用過程及過程機理研究,對膜、組件結構與膜蒸餾性能關系的研究大多是通過構建或利用已有模型進行理論分析和預測,系統(tǒng)性實驗研究較少。本實驗采用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜,以3.5wt％的NaCl水溶液為測試液,分別進行直接接觸膜蒸餾(DCMD)和真空膜蒸餾(VMD)脫鹽過程研究,重點考察

2、了膜及組件的結構參數(shù)對膜蒸餾性能的影響。 結果表明:DCMD過程通量隨鹽水溫度和流速的提高而明顯上升,冷側循環(huán)水流速對通量沒有明顯影響；過程通量隨PVDF中空纖維膜壁厚增加而降低,但膜絲內徑對通量的影響相對較?。浑S著膜蒸餾組件中膜絲裝填密度或組件長度增加,組件產(chǎn)水通量降低,但組件的總產(chǎn)水量則明顯提高。采用內徑1.0mm,壁厚O.1mm的中空纖維膜,制成長21cm,裝填密度10.8％的膜蒸餾組件,在熱側溫度70℃、冷側溫度30℃、

3、兩側流體流速均為0.1m/s條件下,產(chǎn)水通量達到19.8kg/m2.h。 VMD過程通量隨著鹽水溫度和冷側真空度的提高而迅速增加,鹽水流速對通量沒有明顯影響；隨著壁厚的增加,過程通量明顯降低,而內徑的變化對通量幾乎沒有影響；隨著膜蒸餾組件中膜絲裝填密度或組件長度增加,組件單位面積的產(chǎn)水量降低,但組件的總產(chǎn)水量有所提高。采用內徑1.0mm,壁厚0.1mm的中空纖維膜,制成長21cm,裝填密度10.8％的膜蒸餾組件,在鹽水溫度70℃

4、、流體流速0.66m/s、冷側真空度0.095MPa條件下,產(chǎn)水通量達到21.8kg/m2.h。 在以上實驗過程中,兩種膜蒸餾過程的脫鹽率均保持在99.99％以上,產(chǎn)水電導低于4μS/cm,幾乎不受膜、組件結構及操作條件的影響。 提出了浸沒式真空膜蒸餾的設計思路,通過對鑄膜液配方、芯液組成和紡絲工藝條件的調整,制備出了浸沒式真空膜蒸餾過程專用外壓式抗壓型PVDF中空纖維膜,并研究了膜結構對其性能的影響。得到了抗壓強度大于