以太阳能为热源的真空膜蒸馏组件与系统研究

　　【关键词】 真空膜蒸馏; 膜组件; 装填系数; 操作条件; 数学模型; 太阳能;

　　【英文关键词】 vacuum membrane distillation; membrane module; packing fraction; operation condition; mathematic model; solar;

　　【中文摘要】 膜蒸馏是一种新型的膜分离技术,可用于海水和苦咸水淡化等领域。目前膜蒸馏海水淡化存在水通量低、产水成本高等问题,制约了其大规模应用。因此,深入研究膜蒸馏系统,提高膜蒸馏海水淡化的产率、降低产水成本,具有重要的现实意义。本文将真空膜蒸馏与太阳能集热系统结合,从真空膜蒸馏过程设计出发,同时对中空纤维膜组件、操作条件等因素对膜蒸馏过程通量的影响进行了模拟优化,并在此基础上进一步研究太阳能真空膜蒸馏集成工艺。 论文首先考察了中空纤维膜组件装填系数、组件长径比、操作条件、膜结构等对真空膜蒸馏过程的影响。结果表明:膜通量随组件装填系数增加而增加,在装填系数约为11%时达到 大值,随着装填系数继续增加,膜通量减少;膜通量随组件长径比增加而减少,产水量随组件长径比增加而增加,综合以上两方面的因素,组件长径比在4.3-5左右时比较合适;进料温度增加,膜通量显著增加;料液在层流状态下,膜通量随料液流速增加而显著增加,在湍流状态下,膜通量随料液流速增加不明显;增加真空度可以显著提高膜通量;平均孔径适中、空隙率大、厚径比小的膜具有较好的真空膜蒸馏性能。 其次,基于能量衡算建立了膜管内热量传递方程,利用数值逼近...

　　【英文摘要】 Membrane distillation(MD)is an emerging separation technology,which can be applied for seawater desalination.At present,low water flux and high cost are still the main barriers for the application of MD in intry.As a result,it is important to study the MD system to increase the water flux and reduce the cost.The vacuum membrane distillation(VMD)system was integrated with the solar still in this paper.And,in the work a VMD process had been designed,and a mathematic model had been built to describe t...