膜蒸馏原理

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原理

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。

膜蒸馏技术

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膜蒸馏技术传质和传热模型如图所示，山东膜蒸馏，当多组分的热流体流过多空膜的热侧。多孔疏水膜的作用之一是可将温度和组成不同的两种料液隔开，其二是在膜两侧蒸汽压差的作用下，挥发性的轻组分以蒸汽形式通过膜孔，以扩散形式从膜热侧到达冷侧，冷凝，这就是膜蒸馏的基本过程。需要指出的是所谓冷侧既可以设一与膜保持一定Z距离的冷壁（即间接接触式），也可以不设冷壁直接与冷却水相接（直接接触式）两种冷却方式。膜蒸馏技术以其能常压低温操作、可利用废热等优点，被认为能用于海水淡化、超纯水的制备、非挥发性物质水溶液的浓缩和结晶、回收水溶液中的挥发性物质等方面。

膜蒸馏

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膜蒸馏按照冷却侧的运行方式不同，可以将膜蒸馏分为直接接触式膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏和真空膜蒸馏，这四种膜蒸馏方式各有优缺点。

真空膜蒸馏(VMD)是采用抽真空的方式使膜组件的冷凝侧保持一定负压，热侧溶液中的水以蒸气形式进入膜的另一侧后，通过真空栗的作用将其抽出膜组件，并在膜组件以外的冷凝器中冷凝为液态水。由于VMD中膜两侧蒸气压差更大，具有更大的推动力，因此VMD相比其他的膜蒸馏形式具有更大的膜通量。由于传统的真空膜蒸馏蒸气冷凝过程中需要提供额外的冷却工质，不仅限制其应用前景，同时也造成能耗较高。因此，开发出具有更高通量的膜蒸馏工艺对于膜蒸馏技术的工业化应用具有重要意义。

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