减压膜蒸馏节能过程应用基础的研究

《减压膜蒸馏节能过程应用基础的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供

2、查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据中文摘要膜蒸馏技术作为膜技术和蒸馏技术相结合的新型分离技术，在水处理领域具有许多比较优势，但发展至今仍未实现大规模应用，其重要制约因素之一是膜蒸馏过程的耗能问题。本文针对膜蒸馏过程的能量回收问题，进行了深入细致的分析。首先从理论角度应用热力学节能理论对膜蒸馏过程中的能量损失进行分析，找出膜蒸馏过程中能量损失的主要原因：产品水蒸汽的冷凝过程。然后应用理论分析的结果并

3、结合膜蒸馏过程的特征，设计减压膜蒸馏的热量回收过程，即多级减压膜蒸馏过程(Multi-StageVacuumMembraneDistillation)和多效减压膜蒸馏过程(Multi-EffectVacuumMembraneDistillation)。在前期研究的基础上，文中对减压膜蒸馏过程的特征规律进行了更深一步的探讨，发现：在膜通量随进料流速和进料温度呈现抛物线型增长趋势的变化过程中，出现拐点区间和过渡区间，跨过拐点和过渡区间后，膜蒸馏特征规律发生一定的变化；减压膜蒸馏过程产生的蒸汽性质几乎只与操作压力呈现平衡状态。应用两种膜进

4、行多级减压膜蒸馏(MS-VMD)实验研究，结果表明：相同的操作条件下，高通量膜热回收效率高于低通量膜。五级VMD热回收工艺流程中，低通量膜的GOR为2.14，热回收率约为51.5%；高通量膜的GOR为3.14，热回收率为65.5%。应用高通量膜进行多效减压膜蒸馏(ME-VMD)实验研究，结果表明：多效减压膜蒸馏比多级减压膜蒸馏工艺能够获得更高的热量回收利用率和GOR，但同时ME-VMD对膜本身的性质如单位面积的膜通量有较高的要求。三效VMD热回收工艺流程中，GOR最高可达到2，热效率约为50%。在上述研究的基础上，成功搭建了两套节能

5、减压膜蒸馏中试装置：多级减压膜蒸馏中试装置和多效减压膜蒸馏蒸馏中试装置。并对两套装置进行了初步运行和测试，取得了较好的实验结果，其中多效减压膜蒸馏中试装置GOR达到了5左右。关键词：节能；减压膜蒸馏；中空纤维；多级膜蒸馏；多效膜蒸馏万方数据ABSTRACTMD(membranedistillation)isadesalinationtechnologycombiningmembranewithdistillationtechnologyandasanewseparationtechnologyinthefieldofwatertre

6、atmentithasmanycomparableadvantages.Howeverthedevelopmentofitslarge-scaleapplicationisstillrestricting.OneofthemainreasonsistheenergysavingproblemsinMDprocess.Inthispaper,theproblemofenergyrecoveryinMDprocesswasin-depthanddetailedanalysis.First,fromatheoreticalpointapp

7、licationthermodynamictheoryinMDtofindtherealreasonofenergyloss:thewatervaporcondensationprocess.ThenaccordingtotheresultsoftheoreticalanalysisandVMDcharacteristics,wedesignedtheenergy-savingheatrecoveryvacuummembranedistillationprocess:multi-stagevacuummembranedistilla

8、tionprocess(MS-VMD)andmulti-effectvacuummembranedistillationprocess(ME-VMD).OnthebasisofpreviousstudiesonVMDprocess,t