膜科学与技术

能量回收式膜蒸馏组件的设计和性能研究

作者：耿洪鑫¹，²，徐义明³，李凭力¹，²，黄益平³，吴浩赟 ¹，²，陈英才³，陆晓咏³

单位： 1.天津大学化工学院，天津300072；2.天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津 300072；3. 中建安装工程有限公司，南京 210046

关键词：能量回收；膜蒸馏；盐水浓缩

出版年,卷(期):页码： 2014,34(2):85-89

摘要：

针对膜蒸馏过程热效率低、耗能高的问题，设计了新型能量回收式膜蒸馏组件，其特点是膜蒸馏组件由中空纤维膜、换热管和隔网组成，通过换热管回收膜蒸馏过程的能量，通过隔网将中空纤维膜和换热管隔开，减少了膜蒸馏过程中热传导传递的热量，采用新型能量回收式膜蒸馏组件对3.0%的氯化钠溶液进行浓缩实验，考察膜管比例、组件长度以及空气隙宽度对膜蒸馏过程膜通量、造水比和热效率影响。实验结果表明，在原料液进料温度T1为40.0℃，T3为90.0℃，流量为10.0L/h，气隙间隙为0.5mm，Nd/Nm为2:1时，膜通量为3.1kg/(m2h)，造水比为4.3，热效率为85%。

In view of the lower thermal efficiency、high energy consumption of membrane distillation process，a new membrane module with energy recovery has been designed，the membrane module consists of hollow fiber membranes、heat exchange tubes and plastic wire mesh.The energies are recycled by the heat exchange tubes，and the hollow fiber membrane and heat exchange tubes are divided by the plastic wire mesh in order to reduce the heat conduction loss in membrane distillation process.An experimental investigation was carried out on concentrating aqueous solution containing 3.0% sodium chloride by using the membrane modul.The effects of the ratio of the hollow fiber membrane and heat exchange tubes、the air-gap thickness and the length of the membrane module on the water permeat flux、water gained-output-ratio(GOR) and thermal efficient were studied.The experimental results showed that when the feed temperature T1 was 40.0℃、T3 was 90.0℃ ，the feed flow flux was 10.0L/h，the Nd/Nm was 2:1，the length of membrane module was 0.85m，the air-gap thickness was 0.5mm，then the water permeat flux was up to 3.1L/(m2.h)，GOR was 4.3 and the thermal efficient was up to 85%.

耿洪鑫（1987—），男，山东潍坊，硕士研究生，天津大学，研究方向为膜分离过程研究，E-mail：genghongxin2008@126.com；李凭力，男，博士，天津大学，副研究员，主要研究方向为萃取精馏、海水淡化、膜技术、生物质能源，联系电话：（022）27405902，E-mail：tdlpl@163.com

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