膜蒸餾過程組件
膜蒸餾過程可能采用的組件形式有板(框)式、卷式、管式和中空纖維式。其中,由于平板膜易于清洗、檢查或更換,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的膜組件采用板式膜組件。管式或中空纖維膜組件通常作為組件的固定部分而不易更換,但在工業(yè)應(yīng)用中,由于中空纖維膜不需額外支撐部件,邊界層阻力比板式膜組件小,同時(shí)還具有更大的膜比表面積,生產(chǎn)能力更高,因此中空纖維膜組件比板式膜組件更具吸引力。
Schofield等針對(duì)幾種形式的組件研究了其溫度極化,結(jié)果表明,湍流流動(dòng)下的管式膜內(nèi)或?qū)恿髁鲃?dòng)下的中空纖維膜內(nèi)的溫度極化最弱;板框式組件中溫度極化較強(qiáng),攪拌槽中溫度極化最強(qiáng)。David Wirth等對(duì)海水脫鹽的VMD中空纖維膜組件的管程進(jìn)料和殼程進(jìn)料進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于PVDF中空纖維膜而言,管程進(jìn)料和殼程進(jìn)料對(duì)傳熱系數(shù)、滲透率和水通量基本無影響。
Li Baoan等用矩形膜蒸餾組件,采用表面涂上不同多孔等離子聚合硅樹脂含氟聚合物涂層的疏水性多孔PP中空纖維膜,對(duì)真空膜蒸餾過程進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,同一膜組件,對(duì)于殼程進(jìn)料而言,料液相對(duì)于中空纖維膜錯(cuò)流流動(dòng)的水通量[65.0 kg/(m2•h)]遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平行流動(dòng)的水通量[15.6kg/(m2•h)]。
閻建民對(duì)中空纖維式膜組件中中空纖維膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化指出,為獲得最大的MD通量,膜的厚度、孔徑和長度存在最佳值。隨著膜組件封裝分率的增加,通量下降,單位時(shí)間餾出量上升。
綜上所述,膜蒸餾的種類及組件組裝結(jié)構(gòu)的不同,會(huì)對(duì)膜蒸餾效果,尤其是膜蒸餾通量的大小產(chǎn)生比較大的影響,但對(duì)膜通量大小起決定作用的是膜蒸餾用膜的性質(zhì)。
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