疏水膜材料的膜孔润湿与干燥研究

针对疏水膜润湿后的膜孔干燥问题,提出一种新的膜孔干燥方法,认为疏水膜存在一个临界润湿深度和自脱水效应,当膜孔被润湿深度小于该疏水膜材料的临界润湿深度时,利用表面张力的作用,疏水膜可以实现膜孔的自脱水。以十二烷基苯磺酸钠溶液作为快速污染物,用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜进行减压膜蒸馏的润湿与自脱水干燥实验,实验结果表明,对于所使用的3种不同厚度的膜丝,疏水膜的确存在临界润湿深度,其值均为(19.5±0.5)μm,与所用膜丝的厚度无关。在膜孔润湿深度小于临界润湿深度时对疏水膜进行清洗,可以实现疏水膜的自脱水干燥,从而实现膜蒸馏过程的持续运行。

疏水膜的污染、润湿与干燥探讨

明确了疏水膜概念,分析了有机-无机复杂体系的疏水膜污染机理,通过在料液中鼓入压缩空气,可以降低料液在膜表面的浓差极化和温差极化,提高膜通量,缓解膜污染.膜润湿是气-固界面被液-固界面逐渐取代的过程,分析了疏水膜润湿机理,处理料液中的表面活性物质是疏水膜分离过程中膜润湿过程的“加速器”.采用气-液界面萃取法作为疏水膜分离过程中料液的预处理过程,可有效延缓疏水膜的亲水化渗漏进程.针对疏水膜材料润湿后的干燥问题,提出了疏水膜材料的临界润湿深度概念,在膜孔润湿深度小于临界润湿深度时对疏水膜进行常规清洗,再用纯水清洗,此时膜孔中的水会在水的界面收缩力的作用下,被自动从疏水膜孔中排出,实现疏水膜的自脱水干燥,通过这种膜分离-清洗的工艺循环,可以实现疏水膜分离进程的持续进行.

气体吹扫对疏水膜的干燥作用

针对疏水膜的膜孔干燥问题,研究了采用20℃的室温气体吹扫干燥疏水膜的方法.本文首先采用不同流量的吹扫气体对中空纤维膜组件进行吹扫,发现疏水膜存在一个吹扫气体压力限值,此值在0.108~0.144 MPa之间,当吹扫气体压力在此范围内,膜孔中的水可以被全部排出,从而使疏水膜恢复至干燥状态.其次探究了含湿量不同的两种气体对疏水膜的吹扫作用原理,确定气体在吹扫过程中主要表现为吹扫气体的机械剪切力作用而不是气体载湿干燥作用.