氣隙式膜蒸餾NaCl溶液的兩相流強化

潘艷秋，沈馭臣，閆勛棟，俞路

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氣隙式膜蒸餾NaCl溶液的兩相流強化

潘艷秋，沈馭臣，閆勛棟，俞路

（大連理工大學化工學院，遼寧大連116024）

以膜蒸餾海水淡化為研究背景，采用氣液兩相流技術，對疏水改性管狀陶瓷膜進行氣隙式膜蒸餾模擬海水（NaCl溶液）強化實驗研究。研究結果表明，在膜管內通入氣體形成兩相流后，去離子水和NaCl溶液的強化傳質效率分別達到30.36%和28.57%。兩相流過程強化影響因素的實驗分別考察了料液溫度、料液濃度和氣體流量對滲透通量的影響，結果表明：在實驗范圍內，滲透通量隨料液溫度的升高而顯著增大，且相比未通氣體時增加了12%～44%；料液濃度增大導致滲透通量減小；氣體的通入使得滲透通量增大，但當氣體流量超過40L/h后，滲透通量卻呈現緩慢下降的趨勢；在體積氣含率為0.5時的兩相流強化效果最好，高速攝像儀拍攝到的現象很好地解釋了該實驗結果。研究結果將為進一步探究膜蒸餾強化過程的研究奠定基礎。

膜蒸餾；兩相流；傳質；海水淡化；氣含率

膜蒸餾是一種新型的熱驅動膜分離技術，具有占地面積小、非揮發性組分截留率高、操作溫度和壓力低等優點[1-2]。膜蒸餾根據冷凝側蒸氣冷凝方式的不同分為氣隙式、直接接觸式、氣體吹掃式及真空式[3]4種基本類型。其中，氣隙式膜蒸餾因其產品具有截留效果好、無滲透側膜孔潤濕現象等優點，得到廣泛關注[4]。目前對于膜蒸餾的實驗研究工作主要以提高滲透通量為目的開展，如ALKLAIBI等[5]和BANAT等[6]研究發現，提高料液流速可有效降低濃度極化和溫度極化的影響，提高料液入口溫度可有效降低跨膜中熱傳導所損失的熱量；……