膜蒸馏实验设备

膜蒸馏实验设备

膜蒸馏（membrane distillation，简称MD）是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程，可用于水的蒸馏淡化，对水溶液去除挥发性物质。例如当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧，但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝，这与常规蒸馏中的蒸发、传质、冷凝过程十分相似，所以称其为膜蒸馏过程。

技术特点

(1) 膜蒸馏过程几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性;

(2) 在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净，可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段;

(3) 该过程可以处理极高浓度的水溶液，如果溶质是容易结晶的物质，可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象，是目前能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程;

(4) 膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式，并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性;

(5) 在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源。

(6) 同其它分离过程的兼容性好

应用领域

海水淡化：

淡水资源短缺成为当今社会一大问题，海水淡化无疑是淡水来源的途径之一。目前从海水或苦咸水获得淡水的主要方法有：电渗析法、蒸发法、多级蒸馏法和反渗透法等。近年来迅速发展起来的蒸馏法与膜法相结合的膜蒸馏技术可望成为一种廉价高效制取淡水的新方法。利用工业上使用的海水余热或用工业废热加热海水进行膜蒸馏海水淡化，具有成本低、设备简单、操作容易、能耗低等优点，使膜蒸馏技术在诸多海水淡化工程有一定竞争力。

超纯水的制备：

由于膜的疏水性，原则上只允许水蒸气通过微孔，因此能得到很纯的水。用减压膜蒸馏对自来水进行处理后，水质达到微电子工业用高纯度水三级和医用注射水的标准。特别是近来新型高通量无机膜和有机-无机混合膜的开发成功，使得用膜蒸馏制备超纯水变为具有巨大商业潜力的工业手段。

高盐废水处理：

高盐废水主要有反渗透浓水、脱硫废水、油田采出水、气化灰水、锅炉排污水等，该类水质具有盐分高、水质复杂等特点。目前水处理行业针对该类废水的处理工艺多种多样，投资少、技术可靠、工艺稳定、运行能耗低是处理该类含盐废水的发展趋势。

例如脱硫废水一直是火电厂高盐废水处理的难点，废水中的钙、镁、硫酸根等离子含量高，结垢倾向严重；同时氯根含量高，腐蚀性强，对设备选材有较高要求。传统处理工艺主要去除废水中的浊度、硬度和重金属，无法将水中盐分与水分离，不能满足回用要求，造成大量水资源浪费。膜蒸馏技术可利用电厂余热，将脱硫废水浓缩减量，与结晶系统联用，在节能减排的同时实现脱硫废水的零排放；亦可结合分盐技术，实现固体盐资源化利用。

l 工业废水、污水处理以及料液的分离、浓缩；

l 药物应用和电厂蒸汽发电的高纯度水；

l 海水、苦咸水淡化，及浓海水（盐卤）深度浓缩；

l 纳滤、反渗透浓水的深度浓缩加工处理；

l 盐溶液预浓缩或深度浓缩；

l 盐酸、硫酸、硝酸等无机酸，及某些有机酸料液的浓缩；

l 氢氧化钠、氢氧化钾、季四铵碱等各类碱溶液的浓缩。