多效膜蒸餾濃縮純堿溶液的技術(shù)研究.pdf

1、純堿是許多工業(yè)的基礎(chǔ)原料，其廣泛應(yīng)用于輕工日化、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、國(guó)防和醫(yī)藥等領(lǐng)域。在當(dāng)今石化資源日益緊缺的背景下，純堿生產(chǎn)工藝的高能耗不僅提高了生產(chǎn)成本，也不符合節(jié)能減排的環(huán)保理念。因此對(duì)可以替代多效蒸發(fā)技術(shù)的節(jié)能技術(shù)需求十分迫切，而多效膜蒸餾技術(shù)正是一項(xiàng)熱效率較好的工藝技術(shù)，是膜過程和蒸餾技術(shù)的有效結(jié)合，在生產(chǎn)純堿的工藝過程中可發(fā)揮極大的作用。
　　由降低設(shè)備投資成本的角度出發(fā)，本文利用熱致相分離法（TIPS）制備聚丙烯中空

2、纖維膜，簡(jiǎn)述了中空纖維膜的制備過程。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察膜的外表面和斷面結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過膜的內(nèi)外徑及壁厚、孔隙率、純水通量、起泡壓力與平均孔徑等相關(guān)性能的測(cè)試，得到文中8、9和10號(hào)中空纖維膜的樣品性能較為優(yōu)良，能與進(jìn)口膜的相應(yīng)性能相當(dāng)。
　　本文以純堿溶液的濃縮為背景，首次將由疏水性聚丙烯中空纖維微孔膜和聚丙烯實(shí)壁毛細(xì)管構(gòu)成的多效膜蒸餾組件應(yīng)用于純堿溶液的濃縮實(shí)驗(yàn)中，提出純堿溶液在進(jìn)行多效膜蒸餾前應(yīng)經(jīng)過“微濾+超濾+螯

3、合樹脂”的預(yù)處理步驟，并且提出以造水比和膜通量表征多效膜蒸餾的傳熱和傳質(zhì)性能。
　　在將純堿溶液的濃度由170g/L濃縮到220g/L的實(shí)驗(yàn)中，通過考察料液溫度、蒸汽溫度、流量和料液濃度對(duì)多效膜蒸餾過程中造水比和膜通量的影響，得到進(jìn)口膜組件在料液溫度40℃，蒸汽溫度95℃，流量20L/h，料液濃度170g/L時(shí)，傳熱和傳質(zhì)性能最優(yōu)，造水比達(dá)到6.38，通量為1.07L·m-2·h-1。同時(shí)使用自制膜制備多效膜蒸餾組件，在料液溫度3

4、0℃，蒸汽溫度90℃，流量20L/h的條件下，對(duì)濃度為170g/L的純堿溶液進(jìn)行濃縮，造水比達(dá)到6.92，通量為1.01L·m-2·h-1。這進(jìn)一步說明自制膜組件與進(jìn)口膜組件的傳熱和傳質(zhì)性能相當(dāng)。
　　分別由進(jìn)口膜與自制膜制成的膜組件均表現(xiàn)出了良好的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性，進(jìn)口膜組件和自制膜組件的清洗周期分別為17天、10天，造水比平均值分別為6.52、6.22，膜通量平均值分別為0.91L·m-2·h-1、0.75L·m-2·h-1。自