380 膜蒸馏研究课题-类型

380 膜蒸馏研究课题-类型

背景

基于穿膜水蒸气的处理方式不同，目前研究较多的膜蒸馏类型有五种：真空式、直接接触式、吸收式、气隙式、气扫式（基本原理可参见《热泵技术手册》（第二版）第434～435页），各自的部分研究课题如下。

真空式膜蒸馏

真空式膜蒸馏的优势是热效率很高（通常在90%以上），膜通常也很高，但由于要配置真空装置，实际应用时需和真空沸腾蒸发技术进行综合对比研究。

直接接触式膜蒸馏

直接接触式膜蒸馏的优势是膜通量较高，但处理热敏料液时热效率较低（可能低于60%）；液隙式膜蒸馏可看作为直接接触式膜蒸馏在冷凝液流速为0时的特殊形式，热效率有所提高，但膜通量也有所下降；提高热效率是直接接触式膜蒸馏的主要课题。

吸收式膜蒸馏

吸收式膜蒸馏的优势是热效率可很高，膜通量也可很大，但需要适宜的免费吸收液资源或吸收液再生技术。

气隙式膜蒸馏

气隙式膜蒸馏的优势是热效率很高（通常可85%以上），但不足是膜通量偏低；主要研究课题是膜组件结构，尤其是气隙宽度优化及气隙均匀性保证；随料液、膜材料、运行参数不同，最佳气隙宽度可能为0.3mm～1.5mm，实际优化气隙时需考虑气隙冷侧表面水蒸气凝结液滴或液膜及冷凝液流动对气隙的占用和可能对膜表面的润湿。

气扫式膜蒸馏

气扫式膜蒸馏的优势是热效率可很高（90%以上），膜通量可通过吹扫气流速调节在一定范围内强化，且膜的使用寿命可远大于前述几种（后续专文展开），可能较便于产业化应用；主要课题如实现吹扫气均匀流动且不对膜造成气流振动损伤的膜组件结构、可提高膜通量的吹扫气成分及其运行参数、出膜组件吹扫气蕴含热能的回收、基于特定料液的气扫式膜蒸馏装置设计与优化等。

新型膜蒸馏

除上述五种膜蒸馏外，引入其他可对穿膜水蒸气进行处理的新方法均可形成新的膜蒸馏技术，如基于化学反应吸收穿膜水蒸气的化学膜蒸馏、基于吸附材料吸收穿膜水蒸气的吸附膜蒸馏、基于电磁等外场作用处理穿膜水蒸气的外场效应膜蒸馏等。