374 膜蒸馏研究课题-竞争性技术

374 膜蒸馏研究课题-竞争性技术

背景

膜蒸馏的基本功能是对含难挥发性溶质料液的分离或浓缩，能实现这一功能的现有技术很多，这些都是膜蒸馏的竞争性技术；对具体料液，只有膜蒸馏优于其他竞争性技术，膜蒸馏研究才有价值。

典型的竞争性技术如沸腾蒸发技术、气体吹扫表面蒸发技术、基于筛分等机理的非相变膜分离技术、冷冻浓缩技术等（可参见《热泵技术手册》（第二版）第14章）。

沸腾蒸发技术

沸腾蒸发是把料液加热到沸点，其中的水等溶剂沸腾汽化为蒸气排出而实现浓缩或分离。

沸腾蒸发技术的优点是单位面积蒸发强度高，设备寿命长，不足是蒸气易产生泡沫和溶质夹带，热敏料液需要低温浓缩时必须配置真空装置，部件、管路等制作和管理要求较高（如某料液要求60℃以下浓缩时，装置内压力需低于0.2atm）。

气体吹扫表面蒸发技术

用空气、氮气等吹扫料液的液膜表面，使表层料液内水分汽化并被吹扫气带走。

气体吹扫表面蒸发技术的优点是可在常压下实现料液中水分的低温蒸发，设备寿命长；不足是表面蒸发强度小，易产生料液微滴夹带，造成溶质损失。

基于筛分等机理的非相变膜分离技术

包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等，优点是分离过程可在常温进行，且分离过程中料液无相变，能耗可较低，不足是处理中高浓度、复杂料液时可能难度较大（影响因素如操作压力、膜使用寿命及更换成本等）。

冷冻浓缩技术

冷冻浓缩技术是用低温方法使料液中水分结冰并与浓缩液分离，优点是易于料液中色香味及活性成分损失少，水结冰潜热约为汽化潜热1/7，设备使用寿命长；不足是料液浓度较高时冰点温度可能过低、结冰中可能夹带有益溶质等。

膜蒸馏技术特点和应用

与沸腾蒸发技术相比，膜蒸馏可在常压下实现料液低温浓缩。

与气体吹扫表面蒸发技术相比，膜蒸馏可有较高的分离效率和较低的料液溶质损失。

与基于筛分等机理的非相变膜分离技术、冷冻浓缩技术相比，膜蒸馏易于处理中高浓度复杂料液。

基于上述考虑，膜蒸馏可能在处理中高浓度、热敏性或复杂料液方面具有较好的应用优势。

膜蒸馏应用类课题

对具体料液浓缩或分离，膜蒸馏应用类课题如：

料液特性研究。

适宜膜蒸馏形式研究。

适宜膜蒸馏系统研究。

与竞争性技术的综合对比研究。