结晶技术运用于制盐工业的可行性(共4038字).doc

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1、结晶技术运用于制盐工业的可行性（共4038字）本文1（略）近年来，随着能源日益紧张，能源价格的上涨，制盐企业生产成本大幅增加[9—10];同时由于国民经济的快速发展,盐田面积逐年减少，对现有的制盐产业发展形成了巨大威胁[ll]o另一方面，随着国内基本建设的发展，对碱的需求增加，对盐的需求量大增，原盐的价格上涨，为制盐业的发展提供了新的机会。因此，对制盐行业进行结构调整，开展新型制盐技术的研究，降低能耗，提高资源利用率，从而提高制盐行业产业链的综合效益，具有十分重要的意义。2膜蒸饱一结晶技术及其应用研究2.1膜蒸憾技术及其应用研究膜蒸馅（MembraneDist订

2、lation,MD）是在20世纪80年代初发展起来的一种新型分离技术［12］。膜蒸憾技术将传统的蒸憾过程与膜分离技术相结合，与常规蒸憾一样都以汽液平衡为基础，依靠蒸发潜热来实现相变。膜蒸憾以疏水性微孔膜为传递介质，以膜两侧的温差所引起的传递组分的蒸汽压力差为传质驱动力，热侧的蒸汽分子扩散通过膜孔进入冷侧冷凝下来发生传质，产生膜的透过通量，实现混合物的分离或提纯。根据下游侧挥发组分蒸汽冷凝方法或排除方法不同，膜蒸憾过程可分为:直接接触式膜蒸憾(DCMD)、气隙式膜蒸憾(AGMD)、气体吹扫式膜蒸憾(SGMD)和真空膜蒸馅(VMD)o直接接触膜蒸憾(DCMD)结构简

3、单，操作简便，渗透量较大，但由于渗透蒸气直接与冷凝介质相遇，适用于主原料是水的情况如海水或苦咸水脫盐或水溶液的浓缩，也有人用其浓缩水果汁、血液及废水处理等［13］。气隙式膜蒸憾(AGMD)由于热液蒸汽与冷却液不直接接触，具有蒸憾液可单独收集及热效率高的优点，可从水溶液中脱除挥发性物质,缺点是渗透通量低，结构复杂［14—15］。真空膜蒸憾(VMD)将膜的冷侧减压抽成真空，使得渗透侧的压力低于蒸气的饱和蒸气压，而冷凝在组件外进行。其渗透通量大，宜于脱除水溶液中的挥发性溶质［16］。气体吹扫式膜蒸馆(SGMD)透过膜的蒸汽在膜冷侧被空气带走，冷凝在附加的冷凝设备中进行

4、，其工作量很大，能耗太大，其研究仅限于理论及数学模型［17］。在膜蒸憾技术中，常用的膜材料有聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)、聚偏氟乙烯膜(PVDF)和聚四氟乙烯膜(PTFE)［18］。这些膜材料都是高分子疏水性微孔膜，其膜孔直径和水蒸汽分子的平均自由程相当；具有极好的化学稳定性，耐酸碱，抗氧化，很难溶胀或溶解。疏水性微孔膜的完好的疏水性可以很好地抵抗亲水性物质的污染，而且易于清洗。其中PTFE疏水性最好，耐氧化性及化学稳定性也优于其他两种膜材料,但由于其价格昂贵，故其规模应用受到限制。近年来在研制开发MD过程用PTFE膜方面，尚未见相关报导，MD过程实验研究

5、所采用的PTFE膜均为商品膜［19］。膜蒸憾过程中采用的组件形式有板(框)式、卷式和中空纤维式［20］。由于中空纤维膜不需额外支撑部件，边界层阻力比板式膜组件小，同时还具有更大的膜比表面积，生产能力更高，因此中空纤维膜组件比板式和卷式膜组件更具吸引力。Godino［21］等人采用TF1000型、FHLP型和PTFE平板膜用于卤水制取纯水的DCMD实验，并研究了搅拌速度、平均温度及盐溶液浓度对膜通量的影响:SudonM［22］等人采用NTF-1122型PTFE平板膜用于LiBr溶液的DCMD实验，研究了通量受温度及浓度边界层影响的机理，并分析了不同搅拌速度及不同温

6、度对膜通量的影响;孙宏伟［23］、丁忠伟［24］等分别采用北京塑料研究所提供的PTFE微孔平板膜进行了AGMD法分离浓缩透明质酸水溶液的研究及DCMD与AGMD两过程的比较研究。Schofield等人［25］针对几种形式的组件研究了其温度极化，结果表明，湍流流动下的管式膜内或层流流动下的中空纤维膜内的温度极化最弱。Sarti等人［26］在中空纤维组件中用VMD分离乙醇一水，研究了渗透侧压力对通量和分离效果的影响，并进行了相应的模型化工作。2.2膜蒸憾一结晶技术及其应用研究膜蒸憾一结晶技术是将传统的结晶技术与膜分离技术结合的一项新技术，是膜蒸憾和结晶两种分离技术的

7、耦合，其原理是通过膜蒸馅来去除溶液中的溶剂，将料液浓缩至过饱和状态，在结晶器中得到晶体。在膜蒸憾一结晶过程中，溶剂的蒸发和溶质的结晶分别在膜组件和结晶器中完成。早期膜蒸憾一结晶方面的研究主要集中于废水处理、溶质回收方面，近期已有学者将其应用于盐水分离。Drioli和吴庸烈最早利用膜蒸憾处理极高浓度的水溶液，并提出膜蒸憾—结晶的概念［27］。国外膜结晶的主要研究方向是生物大分子（蛋白质）结晶和无机盐结晶。Curcio等人［28］初步探讨了用膜结晶法结晶生物大分子卵清蛋白，研究了以温度为驱动力的膜结晶法结晶卵清蛋白的过程。Profio等人［29］以0.lmol/L的

8、Tris-HCl为缓冲溶