膜蒸馏的现状及发展前景综述
膜蒸馏技术现状及发展
０ 引 言
用 的疏水性膜 的成功研制 ， 使该技术 的开发和应用 得到 ｌ更 进一 『
膜蒸馏（ ｍ ｒｎ ｉ ｉａ ｏ 简称 ＭＤ） 术在 １６ Ｍｅ ｂａｅＤｓｌ ｔｎ， ｔｌ ｉ 技 ９ ３年 首次 步 的发 展 。
提出至此后 的 十多 年 间， 直没 有 引起人 们 的足 够 重视 。直 至 １ 膜蒸馏 技 术简 介 一
１３１５ ７ —７ ．
家地表水 Ｖ类标准 ， 富营养化及淤积 现象 比较严 重。其 主要原 因 ［ ］ 温福波 ， ２ 何俊 仕． 阳市地 下 水资 源可持 续利 用对 策研 究 沈
为 ２ 但 由于污水量 不断增加 ， ， 而且 管道淤积严 重 ， 减小 了过流 断 ［ ］ 金兆丰 ， ３ 徐竞成 ， 志荣 ， 城 市 污水回 用技 术手 册 ［ ． 余 等． Ｍ］
影响 因素 ［ ］ 给水排水 ，０７ ３ （ ）４ —９ Ｊ． ２ ０ ，３ ５ ：５４ ．
ｍ ／ ｍ ；，为不透水面积 （ 我 国规 范 ， ｈ Ａ， 按 可理解 为积水 区面积 与 ［ ］ Ｌａ Ｔａ Ｙ． ｐｉｕ ｔ ａｅｖｌｍｅｏ ｏ ｏ ａ ａ ｒ ８ ｉ Ｃ， ｓｉ Ｏ ｔ ｍ ｓ ｒｇ ｏ ｆ ｏｆ ｐｒｉ ｗ ｔ ｗ ｍ ｏ ｕ ｒｔ ｎ ｅ
水径流污染 ， 减缓 城区雨水洪涝 ， 改善城市生态环境 。
参考文献 ：
染研 究［ ］ 中国给水排水 ，０ ５２ （ ） １ －１ Ｊ・ ２０ ，１ ８ ：９２ － 江， 吕永鹏・ 雨水调蓄池与 苏州河 市政 泵站排 江污染削减分析 ［］ 内蒙古环境科学 ， ０ ，０ ２ ：１ ３ Ｊ． ２ ８２ （ ）８ ＿ ． ０ ８
３ 结 语
［］ 北京水务 ，００ ３ ：—． Ｊ． ２ １ （ ）３５ （ ） ［ ］ 万 静． １ ７ 屋顶 绿化 新技 术与城 市 雨水利 用 ［ ］ 园林 工程 ， Ｊ． ２ １ （ ）２ －５ ０ ０ ２ ：２２ ． ｈｒｅｔ ｇｓｓ ｍ ｆｒ ｏ ｅｔ ｓ［ ］ Ｊ ｍ Ｗａ ｒ ｅｏｒ ｓ ａｖｓｎ ｙｔ ｍ ｓｃｕｅ Ｊ ． ｔ ｓｕ 一 ｉ ｅ ｏｄ ｉ Ａ ｅＲ Ａ ＳＣ２ ０ ，０ ４ ：０ —１ ． Ｏ ，０ ４ ４ （ ）９ １ ２ ９ 江， 徐启新 ， 杨 凯 ， 下凹式绿地雨水渗 蓄效应及其 等．
膜蒸馏的研究进展
《进展与综述》膜蒸馏***（********,****,*****,******）摘要：膜蒸馏是一种热驱动的新型分离技术，可使蒸汽分子在膜两侧的压力梯度作用下通过膜孔迁移至膜外侧并冷凝下来。
它是一种以蒸汽压差为推动力,与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比,具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点,可充分利用太阳能、废热和余热等热源。
本文简要介绍了膜蒸馏的发展背景，膜蒸馏的原理和膜蒸馏所用的材料以及直接接触式、气隙式、气扫式、真空式等几种主要膜蒸馏装置的特点，综述分析了膜蒸馏的相关研究进展以及膜蒸馏技术的一些应用。
最后，对膜蒸馏技术未来发展的展望。
关键词：膜蒸馏; 膜; 分离; 脱盐Membrane distillation***(************,***, *****, *****)abstract:Membrane distillation is a new type of thermal drive technology that allows vapor molecules to migrate through the membrane pores to the outside of the membrane and condense them under the pressure gradient on both sides of the membrane. It is a kind of steam pressure difference as the driving force, compared with the traditional distillation method and other membrane separation technology, with low operating pressure, low operating temperature, high separation efficiency advantages, can make full use of solar energy, waste heat and waste heat and other heat sources. In this paper, the development background of membrane distillation, the principle of membrane distillation and the materials used in membrane distillation and the characteristics of several kinds of main membrane distillation devices such as direct contact, air gap, air sweep and vacuum are briefly introduced. Related research progress and some applications of membrane distillation technology. Finally, the future development of membrane distillation technology outlook.Key words:membrane distillation; membranes; separation; desalination1.引言20世纪60年代前，膜蒸馏技术就已经在国际上开始了较系统的研究，但由于受到技术条件的限制，膜蒸馏的效率不高。
膜蒸馏技术及其研究现状
主要的制膜方法
(1)拉伸法 (2)相转化法 (3)表面改性法 (4)共混改性法 (5)复合膜法
膜蒸馏过程的机理
膜蒸馏过程是传热与传质的耦合过程，并 且这两种传递过程都分别由边界层内的传递和 跨膜传递两部分组成，因此传热和传质之间的 关系比较复杂。
膜蒸馏过程用的膜
目前膜蒸馏研究只限于以水溶液为研究对象，所以膜的疏水 性和微孔性是膜蒸馏的必要条件!为了得到较高的通量和较 高的溶质截留系数，要求所用的疏水微孔膜具有尽可能大的 孔径，但两侧的液体又不能进入膜孔!液体进入膜孔的最低 压力可以用下式描述：
其中 是液体的表面张力； 是液体与膜的接触角； 是 膜孔半径。 液体进入膜孔的最低压力越高，操作压力可选的越高，膜通 量越大。 由上述公式可以看出增大 和减小 可增大液体 进入膜孔的最低压力，但 又不能太小，这样会降低通量。
气扫式膜蒸馏（SGMD）
与吹扫渗透汽化一样， SGMD用载气吹扫膜的 透过侧，以带走透过的 蒸汽，其传质推动力除 了蒸汽的饱和蒸汽压外， 还有由于载气的吹扫而 形成的负压，因此传质 推动力比直接接触膜蒸 馏和气隙式膜蒸馏大。
提高膜蒸馏通量及选择性的措施
减小浓差极化和温差极化
从膜蒸馏的传质机理分析，改变料液的流动 状态，减小浓差极化和温差极化的措施都有利于 提高膜蒸馏通量。
料液中加盐提高选择性
对于回收挥发性溶质的膜蒸馏过程，可以在 料液中加入盐类降低水的蒸汽压，从而提高挥发 组份的透过通量。
(4)共沸混合物的分离
由于膜蒸馏是在低于沸点的温度下进行，蒸馏液的组 成并不遵循沸点下的气液平衡曲线关系，对某些恒沸混合 物的分离具有实用意义。
(5)废水处理
膜蒸馏_结晶技术的研究现状和发展前景_郭宇杰
第7卷第3期环境污染治理技术与设备Vol.7,No.32006年3月Techniques and Equi pment for Envir on mental Polluti on Contr olMar.2006膜蒸馏2结晶技术的研究现状和发展前景郭宇杰1 栾兆坤1 陈 静2 范 彬13(11中国科学院生态环境研究中心,北京100085;21中国矿业大学化学与环境工程学院,北京100083)摘 要 膜蒸馏2结晶工艺是一种新的回收纯物质方法,尤其从废水中分离出晶体。
对于膜蒸馏2结晶技术进行了综述,介绍了膜蒸馏2结晶技术的优点,以及工艺控制的关键技术。
概述了膜蒸馏2结晶的起源和国内外研究现状,指出了膜蒸馏2结晶在高浓度无机盐废水中应用的优势,预测其在该方向上很好的发展前景。
关键词 膜蒸馏2结晶 膜蒸馏 高浓度无机盐废水 结晶中图分类号 X506 文献标识码 A 文章编号 100829241(2006)0320019206The presen t situa ti on and prospects of m em braned istill a ti on 2cryst a lli za ti on techn i queGuo Yujie 1 Luan Zhaokun 1 Chen J ing 2 Fan B in1(11Research Center f or Eco 2Envir onmental Sciences,Chinese Acade my of Sciences,Beijing 100085;21School of Che m ical and Envir onmental Engineering,China University of M ining and Technol ogy,Beijing 100083)Abstract Me mbrane distillati on 2crystallizati on is a new method of recovering materials es pecially fr om waste water .The technique of me mbrane distillati on 2crystallizati on is intr oduced in this paper .The advantages and the sticking points in operati on are als o described .The origin and the p resent situati on of me mbrane distil 2lati on 2crystallizati on are su mmarized fr om full and accurate literatures .It is pointed that app licati on of this tech 2nique in high concentrati on inorganic salt waste water has p r om ising p r os pect .Key words me mbrane distillati on 2crystallizati on;me mbrane distillati on;high concentrati on inorganic salt waste water;crystallizati on资助项目:国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2002AA601310)收稿日期:2004-12-25;修订日期:2005-09-22作者简介:郭宇杰(1973～),女,博士研究生,主要从事膜分离技术研究工作。
废液处理中的膜蒸馏技术研究进展及应用实例
废液处理中的膜蒸馏技术研究进展及应用实例废液处理是环境保护领域面临的重要课题之一。
废液处置的不当会对水体和土壤等自然环境造成严重污染，甚至对人类健康产生潜在风险。
因此，开发高效、可行的废液处理技术成为了亟待解决的问题之一。
膜蒸馏技术作为一种有效的废液处理方法，近年来受到了广泛关注。
它基于蒸馏原理，通过半透膜将废液中的溶质与溶剂分离，实现废液的净化和资源回收。
随着膜蒸馏技术的研究进展，越来越多的应用实例也被提出和验证。
膜蒸馏技术的研究进展主要集中在膜材料的选取和膜结构的优化上。
膜材料的选择对膜蒸馏技术的效果至关重要。
传统的膜材料如聚醚砜（PES）和聚酰胺（PA）等在膜蒸馏中已经得到了广泛应用。
然而，这些材料存在着一些局限性，如温度和酸碱性的限制、脆化等。
为了克服这些问题，研究人员开始开发新型材料，如聚酯醚酮（PEEK）、聚酮膜（PBI）和离子液体膜等。
这些新型材料具有更广泛的应用范围和更良好的稳定性，能够提高膜蒸馏的效果和稳定性。
此外，膜结构的优化也是研究人员关注的焦点。
膜结构的优化主要包括多孔结构、层间距离和表面改性等方面。
多孔结构的膜可以增加膜的通透性和扩散速率，提高蒸馏效果。
层间距离的优化可以控制溶质和溶剂之间的传质速率，并且减少能量消耗。
表面改性可以使膜具有良好的抗污染性能，并且提高膜的寿命和稳定性。
在膜蒸馏技术的应用实例方面，废水处理是其中应用最为广泛的领域之一。
废水中含有各种有机物、无机盐和重金属等污染物，其处理对于环境和人类健康至关重要。
膜蒸馏技术能有效去除废水中的有机物和重金属等污染物，实现废水的净化和重金属的回收利用。
例如，半透膜蒸馏技术被应用于废水中重金属的去除。
研究人员在膜表面修饰了COOH基团，形成了亲酸性膜。
该亲酸性膜具有良好的金属吸附能力，可以高效去除废水中的重金属离子，大大提高了重金属去除的效率。
此外，膜蒸馏技术还可以应用于废水中有机物的处理，如挥发性有机物（VOCs）的去除。
膜蒸馏技术最新研究现状及进展_图文.
阎建民[17]对中空纤维式膜组件中中空纤维膜的结构参数进行优化指出为获得最大的MD通量膜的厚度孔径和长度存在最佳值随着膜组件封装分率的增加通量下降单位时间馏出量上升
综上所述膜蒸馏的种类及组件组装结构的不同会对膜蒸馏效果尤其是膜蒸馏通量的大小产生比较大的影响但对膜通量大小起决定作用的是膜蒸馏用膜的性质
组件形式和结构对膜蒸馏传热传质过程的影响等
目前膜蒸馏尚未被商家接受而全面进入工业应用膜蒸馏过程的研究尚需要在以下几方面取得突破[13]研制出价格低通量大耐用性好的
MD用膜尤其是中空纤维膜
设计出传热传质性能优良的膜组件解决MD过程中的膜污染和膜润湿问题提高热量利用率降低膜蒸馏过程的能耗
3膜蒸馏组件
膜蒸馏过程可能采用的组件形式有板
定的参考
Li Baoan等[16]用在疏水性多孔PP中空纤维膜的外表面涂上了不同孔径的多孔等离子聚合硅树脂含氟聚合物涂层的复合性中空纤维膜进行了基于真空膜蒸馏脱盐过程用膜和设备的研究由于多孔等离子聚合硅树脂含氟聚合物涂层能够大大降低表面张力并在底层和盐水之间加了一层隔膜因而能有效防止膜孔润湿
膜孔结垢和收缩等
在膜蒸馏过程中当料液流过膜表面时难挥发的物质被截留而易挥发的物质通常为水以蒸气的形式透过膜导致难挥发物质在膜表面处的
浓度高于其在料液主体中浓度的浓度极化现象Martlnez [20]通过计算发现在料液流速和温度相同的情况下分别以4 mol/L的NaCl水溶液以及40的蔗糖溶液为料液时其通量均与以纯水为料液存在较大差异作者认为前者主要归因于随着NaCl浓度的升高水的活度降低后者则主要归因于温差与
研制价格低廉孔隙率高通量高易于工业化生产及应用的MD新型膜材料已成为MD研究者追求的目标只有新型理想的膜材料研制成功膜蒸馏才具有更广阔的应用空间
膜蒸馏
展望
(1)膜蒸馏过程进行所需要的能量主要用于挥发性 组分的汽化，从一点上讲，膜蒸馏过程是一个能 耗大户。但是，由于过程所需要的操作条件非常 温和(常压、数十摄氏度)，使用自然能源或废热 便可以实现操作。 (2)尽管膜蒸馏在节能、环保方面具有一定的优势， 但是为减小设备规模、降低设备投资，能量回收 成为膜蒸馏装置中非常重要的一个环节。这样就 存在热回收率的提高与膜蒸馏推动力的降低的矛 盾．这一矛盾的解决是膜蒸馏技术实现大规模工 业化的关键步骤之一；
简介
膜蒸馏原理
1 、膜为不被待处理溶液润湿的疏水微孔膜，孔径在 0.2~0.4微米。
2 、膜的一侧与热的待处理溶液直接接触，另一侧直
接或间接的与冷的水溶液接触。 3 、热侧溶液中易挥发的组分在膜面处汽化通过膜进 入冷侧并被冷凝成液相，其他组分则被疏水膜阻挡在 热侧，从而实现混合物分离。
4、两个必须条件：疏水膜和温度差。
气隙式膜蒸馏（AGMD）
传质过程的前三步与直接接触膜蒸馏相同，从第 四步开始，透过侧的蒸汽不直接与冷液体接触， 保持一定的间隙，透过蒸汽扩散穿过空气隔离层 后在冷凝板上进行冷凝．
气隙式膜蒸馏（AGMD）
D. Woldemariam等应用中试规模的气隙式膜蒸馏（AGMD）系统净化城市污水处理厂的 污水。 区域供热网络（DHN）作为膜蒸馏系统的热源。 在膜蒸馏设备上分析药物残留物 的去除性能，比热需求和经济评估。 几乎所有的靶向药物化合物被非常高的去除
直接接触式膜蒸馏（DCMD）
M. Tian等利用双浴凝固相转化法，将亲水性PSf和聚乙烯吡咯烷 酮（PVP）溶于NMP/水的混合物中，相转化成膜 ，并利用等离 子体聚合法，以CF4为单体，将亲水性膜改性成疏水性膜，用于 DCMD。
膜蒸馏技术的研究进展
膜蒸馏技术的研究进展摘要：膜蒸馏是一种热驱动新型分离技术，自上世纪80年代才引起人们的重视。
本文主要对膜蒸馏技术的过程机理、膜材料的选择、常见问题、以及应用进行了评述，并对以后膜蒸馏的发展做出了展望。
关键词：膜蒸馏；膜；应用；质量传递；热量传递膜蒸馏是一种新型的非等温物理分离技术，以疏水性多孔膜两侧的蒸汽压差为推动力，使热侧蒸汽分子穿过膜孔后在冷侧冷凝富集，可看作是膜过程与蒸馏过程的集合。
膜蒸馏过程区别于其他膜分离过程有如下的特点：膜是微孔膜；不能被所处理的液体浸润；只有蒸汽通过膜孔介质；膜孔内没有毛细冷凝现象发生。
该分离技术不是膜过程与蒸馏过程的简单结合，它自身有许多优点。
如，良好的化学稳定性；截留率高；较低的操作温度和压力，能有效利用地热工业余热等廉价能源；可与其他分离过程整合；可处理热敏性物质和高浓度废水等。
因此，自膜蒸馏技术首次提出以来，一直受到了学者的广泛关注。
本文对进近几年来的膜蒸馏的最新研究进展，尤其是针对膜蒸馏理论的应用研究进行了概述。
1.膜蒸馏的分类根据扩散到膜冷凝侧蒸汽冷凝方式的不同，膜蒸馏分为多种类型，如直接接触膜蒸馏(DCMD)、气隙膜蒸馏（AGMD）、气扫式膜蒸馏（SGMD）、真空膜蒸馏（VMD）。
（1）直接接触式膜蒸馏（DCMD）这种装置相对简单，两侧的液体直接与多孔膜的表面接触，蒸汽的扩散路径仅仅局限于膜的厚度。
它是出现最早也是研究最广泛的膜蒸馏过程，但其热损耗也最大。
由于有较大的渗透量，颇受研究者重视，较适用于主原料是水的情况，如海水或苦咸水脱盐或水溶液的浓缩，也有人用其浓缩水果汁、血液及废水处理等。
（2）气隙式膜蒸馏（AGMD）在冷凝面与膜表面之间有一停滞的空气隙存在，蒸汽穿过气隙后在冷凝面上冷凝。
与前者相比，由于气隙的存在，减小了过程的热耗损，但是渗透通量低，结构复杂，且不适用于中空纤维膜，限制了商业推广。
（3）气扫式膜蒸馏（SGMD）结果与直接接触式膜蒸馏相似，不同之处在于，惰性气体将透过侧的蒸汽吹出，并在外部进行冷凝。
蒸馏技术现状与发展
半经验阶段。
概述
造成蒸馏学科理论研究滞后于实际应用的主 要原因：一是过程本身的复杂性，二是理论 和实验研究手段的不充分。如过去一直采用 稳态(或拟稳态)和热力学平衡级的方法，对 于过程中涉及界面的传质动力学行为、气泡 聚并和分裂与过程传递和流动相关的本质等 机理研究不够深入;
1 2 3
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概述
但是,至今关于气液两相界面相变传质 和传热及气泡群传质动力学规律仍处于宏 观的和热力学平衡水平上的研究,尚未发展 出能够比较准确表示过程传递的理论预测 方法。例如塔板效率或传质系数的确定仍 需要经验关联式或实验测定,从而导致工程 设计安全系数较大的设备和能量的很大浪 费。
概述
一、蒸馏分离工程的特点
1、系统工程性强，传递机理复杂。 蒸馏过程研究涉及工程和工艺性问题，
而过程的传递机理又十分复杂，很多重要问 题至今尚未解决。其根本原因是单相流动的 研究方法在蒸馏过程中难以再适用，同时由 于过程伴随着界面传递，相关的基础理论研 究还远远落后于实际工程应用。
一、蒸馏分离工程的特点
二、学科特点
即局部周期性的膨胀和收缩以及气泡的 聚并和分裂外，还有设备内筛板等塔内件的 表面性质和其上的孔径大小、气体流量、流 体性质(包括表面张力、流量、粘度、密度) 、体系内微量表面活性物质、两相流动方向( 包括逆流、并流和错流)等均为影响气泡大小 的重要因素。
塔内气体的表观速度、进料量和塔顶冷 凝回流液流量等操作条件不同时，塔板或填 料表面上的气体流动可在快速鼓泡流、慢速 鼓泡流和喷射流等之间转化；气泡表面流体 同时存在层流内层、层流、过渡型和湍流几 种流速，以及气泡尾流和界面传质、传热引 起的界面湍动。
国内膜蒸馏技术应用现状_吕建国
第28卷第19期2012年10月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.28No.19Oct.2012国内膜蒸馏技术应用现状吕建国1，2（1.甘肃省膜科学技术研究院，甘肃兰州730020；2.甘肃省膜分离工程技术研究中心，甘肃兰州730020）摘要：通过近几年发表的相关文献，简单地介绍了膜蒸馏技术的基本原理，从海水淡化、苦咸水淡化、反渗透浓水处理等方面对膜蒸馏技术在国内研究的现状进行了介绍，并阐述了膜蒸馏技术的应用前景。
关键词：膜蒸馏；原理；海水淡化中图分类号：TQ028.8所谓的膜蒸馏就是将膜技术与蒸馏过程结合在一起的一种组合技术，采用一种微孔膜将两种不同温度的溶液分开，较高温度侧溶液中易挥发的物质呈气态透过膜进入另一侧冷凝的过程。
与传统蒸馏相比，它不需要复杂的蒸馏系统，且能得到更纯净的馏出液；与一般的蒸发相比，它的单位体积蒸发面积大；与反渗透相比，它对设备的要求低且过程中溶液浓度变化的影响小。
另外膜蒸馏能在常压和稍高于常温的条件下进行，在阳光强度高、太阳能资源丰富的西部地区更有开发利用的价值，尤其在淡化西部苦咸水应用工程中［1］。
1膜蒸馏技术原理1.1膜燕馏技术原理［2，3］当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过膜孔进人另一侧，但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸气压高于冷侧，水蒸气就会透过膜孔从暖侧进人冷侧面冷凝，这与常规蒸馏中的燕发、传质、冷凝过程十分相似，所以称其为膜蒸馏过程（membrane distil-lation）。
1986年5月意大利、荷兰、日本、德国和澳大利亚的膜蒸馏专家在罗马举行了膜蒸馏专题讨论会，会议对这一过程的命名和及其相关的专业术语进行了讨论。
认为“膜蒸馏”（membrane distillatioal是该膜过程的最合适名称，并确认膜蒸馏过程必须具备以下特征以区别于其他膜过程：1）所用的膜为微孔膜。
2）膜不能被所处理的液体润湿（琉水膜）。
膜蒸馏工艺技术
膜蒸馏工艺技术膜蒸馏工艺技术是目前常用于水分离纯化、溶剂的回收、气体混合物的分离等领域的一种高效膜分离技术。
膜蒸馏工艺技术的应用广泛，可以提高产品的纯度，减少能耗和废料产生。
膜蒸馏工艺技术是基于温度差异而进行分离的，通过对物料进行加热或冷却，从而控制物料在膜表面的冷凝和蒸发，从而实现组分的分离。
与传统的蒸馏工艺相比，膜蒸馏工艺技术具有以下优势：首先，膜蒸馏工艺技术无需填料，节约了大量的空间。
在传统的蒸馏工艺中，需要使用大量的填料来增大接触面积，以提高物料的分馏效果。
而膜蒸馏工艺则利用了膜技术面积大的特点，可以在很小的空间内实现高效的分馏。
其次，膜蒸馏工艺技术操作简单，不需要使用高压和高温条件。
传统的蒸馏工艺需要在高压和高温下进行操作，不仅操作难度大，还容易引起设备的安全问题。
而膜蒸馏工艺技术可以在常压和常温下进行操作，避免了这些问题。
再次，膜蒸馏工艺技术对能源的需求较少。
传统的蒸馏工艺需要提供大量的热量来进行物料的蒸发和冷凝，从而实现分馏。
而膜蒸馏工艺技术可以在较低的温度下实现分馏，因此对能源的需求较少，能够节约能源。
另外，膜蒸馏工艺技术适用范围广，可以应用于各种物料的分离纯化。
无论是液体还是气体，无论是有机物还是无机物，膜蒸馏工艺技术都可以进行有效的分离。
而且，膜的选择也很灵活，可以根据物料的性质选择不同的膜材料，使得分离效果更好。
总之，膜蒸馏工艺技术作为一种高效的分离技术，在化工、食品、医药等行业有着广泛的应用。
它具有工艺简单、操作方便、节约能源等优势，可以提高产品的质量和纯度，减少能耗和废料产生，对于推动工业的可持续发展具有重要意义。
未来我们可以进一步研究和开发膜材料，提高分离效果，并将其应用于更多的领域，实现资源的高效利用和环境的可持续性。
(709字)。
膜技术发展现状及未来趋势分析
膜技术发展现状及未来趋势分析摘要：膜技术作为一种重要的分离与过滤技术，已经在水处理、食品加工、制药、能源等领域中得到广泛应用。
本文将分析膜技术的发展现状，包括各领域中的应用案例，并对未来膜技术的发展趋势进行了展望。
引言膜技术是一种以膜为核心的分离与过滤技术，通过选择性通过或拒绝分子和颗粒的运动，实现分离纯化的过程。
目前，膜技术已经成为许多行业的重要工具，并在环境、能源、水处理、食品加工、制药等领域中得到广泛应用。
本文将对膜技术的现状进行分析，同时对未来的发展趋势进行展望。
一、膜技术的发展现状1. 水处理领域膜技术在水处理领域中起着关键作用。
逆渗透膜和超滤膜被广泛应用于海水淡化、饮用水处理等领域。
膜技术可以高效地去除颗粒物、微生物、重金属等污染物，达到高纯度的水处理要求。
2. 食品加工领域膜技术在食品加工领域中也有重要应用。
例如，微滤膜、超滤膜和纳滤膜被广泛用于乳制品、果汁、啤酒和葡萄酒等的澄清过程中。
膜技术在食品加工中不仅可以提高产品的质量和口感，还可以减少传统加工过程中对食品的热处理，从而更好地保留营养成分。
3. 制药领域膜技术在制药领域中应用广泛，包括药物分离纯化、浓缩、深度过滤等。
微滤膜和超滤膜可以去除大分子杂质、颗粒物和细菌，从而改善药品的质量和纯度。
此外，纳滤膜和渗透膜还可以用于药物提取和分离、控释系统等方面。
4. 环境领域膜技术在环境领域中也有广泛应用。
例如，微滤膜和超滤膜可以高效地去除废水中的悬浮物和微生物，而渗透膜可以用于浓缩和回收废水中的有用物质。
膜技术的应用可以有效地改善环境污染问题，达到可持续发展的目标。
二、膜技术的未来趋势1. 新型膜材料的研发未来的膜技术将继续推进新型膜材料的研发。
通过改变膜结构和材料的性质，可以实现更高的通量、更好的选择性和更长的使用寿命。
例如，纳米孔径膜、可调控孔径膜、生物膜等将成为研究的热点。
2. 膜技术与其他技术的结合未来膜技术将与其他技术相结合，形成更加高效的膜过程。
膜蒸馏技术研究及应用进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·3726·化 工 进展膜蒸馏技术研究及应用进展刘羊九1，王云山1，韩吉田1，任天健2（1山东大学能源与动力工程学院，山东 济南 250061；2约翰内斯堡大学机械工程学系，约翰内斯堡 2006，豪登，南非）摘要：膜蒸馏作为一种新型分离技术，具有操作温度低、设备简单、脱盐率高等特点，在海水淡化、苦咸水脱盐、果汁浓缩等过程具有良好的应用前景。
本文简述了膜蒸馏的工作原理、特点和膜材料的制备方法，指出当前膜材料的研究方向。
综述了直接接触式、气隙式、真空式和气扫式4种基本膜蒸馏形式和几种改进的膜蒸馏形式的传热传质原理、研究现状和发展方向。
重点介绍了可再生能源以及工业低温余热驱动膜蒸馏的技术特点、研究现状和应用，包括太阳能光伏/光热驱动膜蒸馏技术、太阳能热泵耦合驱动膜蒸馏技术、太阳池膜蒸馏技术、地热能梯级利用驱动膜蒸馏技术和低温余热驱动膜蒸馏技术等，并指出其发展方向。
最后，探讨了膜蒸馏技术亟待研究和解决的问题，为该技术的进一步发展提供参考。
关键词：膜蒸馏；膜；传热；脱盐；优化中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）10–3726–11 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0120State-of-the-arts review of research and application progress formembrane distillation technologyLIU Yangjiu 1, WANG Yunshan 1, HAN Jitian 1, JEN Tien-Chien 2(1School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China; 2Mechanical Engineering Science Department, University of Johannesburg, Johannesburg 2006, Gauteng, South Africa)Abstract: As a membrane separation technology, membrane distillation has unique features of low operating temperature, simple operating equipment, high salt rejection rate. It can be applied for different applications, including seawater desalination, wastewater treatment and juice concentrating process with a bright future. This paper introduced the operating principle of membrane distillation, characteristics and the manufacturing method of membrane materials, indicating the research direction of membrane materials. The principle of heat transfer and mass transfer of four basic membrane configurations ( DCMD, AGMD, VMD and SGMD) were reviewed and research status of this area was given. Meanwhile, the technical feature, research status and commercial application of renewable energy as well as waste-heat-driven membrane distillation were described elaborately, including solar thermal/photovoltaic drive membrane distillation system, solar and heat pump coupled drive membrane distillation, solar pond membrane distillation technology, geothermal cascade utilization membrane distillation system as well as power plant/chemical plant low-temperature waste heat drive membrane distillation. The development direction of renewable energy driven membrane distillation was also indicated. Finally, the critical problems of membrane distillation were presented based on current status, which may provide insightful guidelines for the future development of membrane distillation technology.Key words: membrane distillation; membrane; heat transfer; desalination; optimization术与应用。
海水淡化膜蒸馏膜的研究现状与展望
海水淡化膜蒸馏膜的研究现状与展望
许正;李泽华;苏铭晗;王若琳;牛春梅;李田田
【期刊名称】《河北科技大学学报》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】海水淡化技术(热法和膜法)是一项有望使人类摆脱淡水资源短缺困境的有效方法,其中,膜蒸馏技术是一种能源消耗低、脱盐能力强且有望实现淡水经济可持续生产的新型膜分离技术,但是膜蒸馏性能在很大程度上受膜污染与温度极化的制约,严重阻碍了其规模化应用,为此,研究人员围绕膜改性做了系列研究,以提高膜抗污染性并最大限度地降低温度极化。
从阻碍膜蒸馏发展的问题入手,简要介绍了膜污染与温度极化及其对膜蒸馏造成的不利影响,综合分析了当前通过构造特殊润湿性表面抵抗膜污染以及利用限域加热降低/消除温度极化的研究现状,并指出当今膜蒸馏膜面临的问题,认为未来对于膜蒸馏膜的研究应从以下几方面开展:1)选用高导热/高光吸收的材料制造有限域加热功能并具有特殊润湿性表面的膜;2)设计能够适应多元污染物进料液的膜蒸馏膜;3)构筑一体化的具有高导热/光吸收性亲水层的Janus膜。
【总页数】11页(P15-25)
【作者】许正;李泽华;苏铭晗;王若琳;牛春梅;李田田
【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院;河北省柔性功能材料重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
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膜蒸馏的现状及发展前景综述刘凡10991306 环境科学摘要近年来，随着膜分离技术的快速发展，越来越多的膜运用到了实际生活和生产之中。
膜蒸馏是在上个世纪八十年代初新发展起来的一种新型分离技术。
是膜分离技术与传统蒸发过程相结合的新型膜分离过程它与常规蒸馏一样都以汽液平衡为基础,依靠蒸发潜热来实现相变。
真空膜蒸馏是膜蒸馏四种操作方式中的一种具有膜通量大、分离系数高、设备简单、易于操作和实现等特点[1],能够被广泛应用于易挥发组分的脱除和海水、苦咸水淡化等方面。
在国家提倡建设和谐社会的今天研发和利用膜蒸馏技术来实现海水淡化、节能减排和废水的综合利用具有重要的意义。
其主要运用在冶金工业，有机废水，和海水淡化方面。
本篇综述将就膜蒸馏的现状及前景进行整理和总结。
关键词：膜蒸馏废水处理海水淡化Summarize of present situation and d evel opment prospectsof membrane distillationFanliu 10991306 Environmental scienceABSTRACTIn recent years, with the rapid development of membrane separation technology, more and more film applied to real life and production. Membrane distillation is a new type of separation technology that developed in the 1980s. It is the new type that combination of membrane separation technology and traditional evaporation procession. Like conventional distillation, membrane separation process is basis on the vapor liquid equilibrium, and depending on the implementation phase change latent heat of evaporation. Vacuum membrane distillation is one of the four kinds of membrane distillation operation mode with large flux, high separation factor, simple equipment, easy to operate and implement etc. that can be widely used in the removal of volatile components and seawater, brackish water desalination, etc. The state advocates the construction of a harmonious society today, develop and use the membrane distillation technology for desalination has the vital significance to achieve energy conservation, emission reduction and comprehensive utilization of wastewater. It’s mainly used in metallurgy industry, organic wastewater, and seawater desalination. This review will present situation and prospects of membrane distillation for sorting and summary.Key words: Membrane distillation Waste water treatment Seawater desalination1膜蒸馏技术简介膜蒸馏是在上个世纪八十年代初发展起来的一种新型分离技术，是膜分离技术与传统蒸发过程相结合的新型膜分离过程。
它与常规蒸馏一样都以汽液平衡为基础，依靠蒸发潜热来实现相变。
它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，以不被待处理的溶液润湿的疏水性微孔膜为传递介质。
在传递过程中，膜的唯一作用是作为两相间的屏障，不直接参与分离作用。
分离选择性完全由气——液平衡决定。
膜蒸馏过程是热量和质量同时传递的过程。
膜的一侧与热的待处理的溶液直接接触称为热侧，另一侧直接或间接地与冷的液体接触称为冷侧。
由于膜的疏水性，水溶液不会从膜孔中通过，但膜两侧由于挥发组分蒸气压差的存在，而使挥发蒸气通过膜孔从高蒸气压侧传递到低蒸气压侧，而其它组分则被疏水膜阻挡在热侧。
从而使膜有透过通量，实现了混合物的分离或提纯。
这与常规蒸馏中的蒸发、传质、冷凝过程十分相似。
所以称其为膜蒸馏。
过程如图：根据挥发性组分在膜冷侧冷凝方式的不同膜蒸馏可分为四种不同结构和操作方式，即：直接接触式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏、吹扫式膜蒸馏和真空膜蒸馏。
1986年意大利、荷兰、日本、德国和澳大利亚的膜蒸馏专家在罗马召开了膜蒸馏研讨会，会上与会专家统一规范了膜蒸馏过程涉及的各种术语，定义膜蒸馏过程应具有以下几种含义：使用的膜是疏水性多孔膜；膜不应被所处理的液体所浸润；溶液中的挥发性组分以蒸汽的形式通过膜孔；膜孔中不发生毛细冷凝现象；组分通过膜的推动力是该组分在膜两侧的蒸汽压差；膜本身不改变处理液各组份的汽——液平衡；膜至少有一侧与所处理液体直接接触；对于任何组分该膜过程的推动力是该组分在气相中的分压差[2,3,4]。
膜蒸馏本身的特点决定了该技术与其它分离技术相比有着无法比拟的优点：（1）膜蒸馏过程较其他膜分离过程（反渗透）的操作压力低，几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性。
（2）在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，因为只有水蒸汽能透过膜孔，理论上可以截留离子、大分子、胶体、细胞和其它非挥发性物质。
所以蒸馏液十分纯净，可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段。
（3）该过程可以处理极高浓度的水溶液。
如果溶质是容易结晶的物质，可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程。
（4）膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式，并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性。
（5）在该过程中无需把溶液加热到沸点，只要膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，操作温度比传统的蒸馏低，有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源[2]。
但是膜蒸馏作为一种新的分离技术也还有许多不完善之处。
比如：（1）膜蒸馏与制备纯水的其它膜过程相比，膜的产水通量较低，迄今还没有开发出较成熟的膜蒸馏用膜的生产技术。
且疏水微孔膜与亲水膜相比在膜材料和制备工艺的选择方面都十分有限。
（2）运行过程中膜的污染不仅导致膜的通量下降，更为严重的是加速了膜的润湿，使盐渗漏进入淡水侧，从而使淡水品质下降。
（3）缺乏有效的热量的回收手段，膜蒸馏是一个有相变的膜过程，汽化潜热降低了热能的利用率。
所以在组件的设计上必需考虑到潜热的回收以尽可能减少热能的损耗。
与其他膜过程相比，膜蒸馏在有廉价能源可利用的情况下才更有实用意义[5]。
2现状2.1海水脱盐领域早在400多年以前就有人提出海水淡化的问题。
进入20世纪后，海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展，70年代以来，更多的沿海国家由于水资源匮乏而加快了海水淡化的产业化。
目前，无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。
沙特、以色列等中东国家的淡水资源来自于海水淡化。
美国、同本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。
同时带动了淡化水产品提供、设备制造、工程安装、技术服务等整体海水淡化市场的巨大需求。
在我国，海水淡化年产量也已超过了千万吨。
中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一[5]。
我国北方渤海湾地区，人均水资源量不到中国人均水平的五分之一，处于绝对缺水状态。
沿海缺水地区发展海水淡化，具有非常重要的战略和现实意义。
目前从海水或苦咸水获得淡水的主要有多级闪蒸 (MSF)，低温多效(MED)和反渗透(RO)。
反渗透技术是近年来发展最快的技术，但其产水率一般小于 40％，仍有60％左右的浓缩水排放。
渤海湾是内海，自我更新速度慢，如果直接将浓盐水排放到近海的话，势必对近海生态系统造成不利的影响。
减压膜蒸馏法以其独有的脱盐率高、操作条件适中的特点克服了反渗透技术的缺陷，不需要反渗透装置的高压机械和耐压结构，有望将海水浓缩到接近饱和甚至结晶的状态。
根据下游侧挥发组分蒸汽冷凝方法或排除方法不同，膜蒸馏过程可分为直接接触式膜蒸馏(DCMD)、空气隙式膜蒸馏(AGMD)、真空 (减压)膜蒸馏(VMD)和气体吹扫式膜蒸馏(SG—MD)4种操作方式[6]。
2.2非挥发性溶质水溶液浓缩随着膜蒸馏技术研究的不断深入,冶金工作者开始考虑利用膜蒸馏技术来浓缩浓度在1 mol/L左右而不适于用其它膜技术处理的冶金工业生产中所产生的含酸、碱、盐的废水。
膜蒸馏对冶金工作者的吸引力不在于它能制备纯水的性能,而在于它能利用低温热源及其具有的高度浓缩性能。
即膜蒸馏与其他膜过程相比，可以在极高的浓度条件下运行，把非挥发性溶质的水溶液浓缩到极高的程度，甚至达到饱和状态。
冶金工业是一个耗能大户,普遍存在大量废热的回收利用问题, 湿法冶金工艺中又经常有溶液浓缩的需要,因此膜蒸馏的工业化对冶金工业的技术进步无疑是一个巨大的推动。
2.2.1膜蒸馏应用于钛白废酸的浓缩实验所用装置由加料系统、膜蒸馏器、接收系统和真空系统四部分组成。
其中,加料系统主要包括恒温控制器、加热器和料液循环槽；膜蒸馏器是整个实验的核心部分。
实验采用平板式,主要由料液室、圆形微孔分离膜、膜支撑板、密封圈等组成；收集系统主要由冷凝器和真空接收瓶等组成；真空系统主要由真空泵、压力计和压力调节阀等组成。
首先用稀的纯硫酸进行试验。
结果表明，采用真空膜蒸馏工艺可将2.1 mol/L(18.3%)的硫酸浓缩到10.32 mol/L(65.5%)。
开始控制热侧温度为70℃,冷侧为2.67 kPa的低真空,当浓缩到硫酸为6.23 mol/L(55.1%)时,水的通量已很小,为此将热侧温度提高至80℃,以增大传质推动力, 此时可使硫酸进一步浓缩至65.5%。