炭膜在膜蒸餾NaCl水溶液中的應(yīng)用.pdf

1、全球淡水資源匱乏日益嚴重，海水淡化是解決這一問題的有效途徑，而膜蒸餾作為一種新型海水淡化方法越來越引起人們的重視，它采用疏水性微孔膜將兩種不同溫度的料液隔開，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過膜孔，并在膜冷側(cè)冷凝成液相，從而實現(xiàn)混合物分離或提純的目的。膜蒸餾所用設(shè)備簡單，維護方便，除鹽率高，較低的溫度下即可進行，這些都有可能使得淡化水的成本降低，因而研究膜蒸餾海水淡化過程NaCl水溶液機理十分必要。 由于炭膜是一

2、種多孔疏水性膜，且孔徑分布均勻，適合做膜蒸餾水溶液的實驗用膜。所以本論文開展了炭膜在膜蒸餾海水淡化中的應(yīng)用研究，論文在對炭膜進行性能表征的基礎(chǔ)上，實驗考了察炭膜進行膜蒸餾的可行性，在此基礎(chǔ)上，將優(yōu)選的炭膜用于膜蒸餾NaCl水溶液過程中，考察操作參數(shù)對通量和截留率的影響，得出較優(yōu)化的操作條件。研究結(jié)果表明焦煤炭膜較適合真空式膜蒸餾，而無煙煤炭膜適合直接接觸式膜蒸餾。過程通量隨進料溫度、真空度的升高和進料流量的增大而增大；隨料液中NaCl濃

3、度的增大而減??；通過實驗得到將炭膜進行膜蒸餾實驗時較優(yōu)化的操作工藝條件為：溫度為60℃、流量為40L·h-1、濃度為20g·L-1(海水氯化鈉濃度相當(dāng))、真空度為0.5MPa。 在以上實驗研究的基礎(chǔ)上，本論文根據(jù)炭膜孔徑分布特點，確定膜蒸餾過程氣體在膜內(nèi)擴散由努森擴散(Knudsendiffusion)與粘性流(Poiseuilleflow)共同控制，并首次嘗試將膜孔徑對數(shù)正態(tài)分布模型與膜蒸餾跨膜傳質(zhì)模型結(jié)合，建立了NaCl水溶