真空膜蒸馏用于多元醇水溶液分离的研究.pdfVIP

第34卷第l期 水处理技术 Vol-34No．1 2008年1月 TECHNOLOGYOFWATERTREATMENT Jan．，2008 31 真空膜蒸馏用于多元醇水溶液分离的研究 李凭力，，曹明利t，张学岗t，解利昕t，侯文贵2，王世昌· (1．天津大学化工学院，天津300072；2．天大天久科技股份有限公司，天津300072) 摘要：利用自制的聚丙烯中空纤维膜，采用真空膜蒸馏法对l，2一丙二醇水溶液的分离进行了研究。考察了料液入 口温度、冷侧真空度、料液流量以及料液浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明，膜通量随料液入口温度、冷侧真 空度及料液流量的增加而增加，随料液浓度升高而下降。截留率随料液入口温度、冷侧真空度和料液浓度的增加而 下降，料液流量的变化对截留率没有明显的影响。本试验条件下最佳截留率可达100％，表明利用真空膜蒸馏技术可 有效实现多元醇水溶液分离。 关键词：真空膜蒸馏；丙二醇；聚丙烯中空纤维膜 中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1000．3770(2008)01．031—03 在用玉米代替石油作原料生产多元醇过程中，玉 米发酵后进行催化反应得到的多元醇水溶液中水的 含量高达80％左右。目前的提纯方式主要以普通蒸馏 和精馏为主。由于水的沸点较多元醇低，所以必须先 算)，装填率33．2％(按纤维外径计算)。 把水从多元醇中蒸发出来，．尽管采用了多效蒸馏的方 试验仪器：S册一ⅣA循环水式多用真空泵(郑 式，能耗仍然很高。 州长城科工贸有限公司)；MP一15R磁力驱动循环泵 膜蒸馏(MD)是一种新型的膜分离技术。真空膜 (上海西山泵业有限公司)；501型超级恒温器(上 蒸馏分离原理是被分离物质的热溶液通过分离膜一 海实验仪器厂有限公司)；电子天平(北京赛多利斯 侧，另一侧抽真空，从而在膜两侧形成传递蒸汽压 天平有限公司)；2WAJ型阿贝折光仪(上海精密科 差，在真空侧产生单一的气态物质，经冷凝成为液 学仪器有限公司)；1，2一丙二醇，分析纯(天津大学 体，从而实现溶液的浓缩和分离【”。与其它膜蒸馏形 科威有限公司)。 式相比，真空膜蒸馏同时具有渗透蒸发和膜蒸馏分 1．2试验方法 离技术的优点，在该过程中无需把溶液加热到沸点， 以1’2．丙二醇水溶液为模拟原料液，以获得最初 只要膜两侧维持适当的传递蒸汽压差，该过程就可 的试验数据，方便后续的研究。试验装置流程见图1。 以进行，有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热 用恒温槽加热料液，开动磁力驱动泵使之循环， 和温热的工业废水等廉价能源，分离效率高，膜通量 料液走中空纤维膜管内，渗透通过膜的蒸汽被带离 大，可连续操作刚。 膜表面，至冷凝系统冷凝。为保持料液浓度基本不 本文对真空膜蒸馏法浓缩多元醇水溶液的工艺条 变，在循环水中补充蒸馏水。为方便采集冷凝液样 件进行了研究，为真空膜蒸馏技术应用于玉米合成的低 品，本试验采用间歇式操作。每次改变一定的操作条 浓度多元醇水溶液的分离浓缩提供了试验基础。 件(进料温度、进料浓度、冷侧真空度等)，待系统稳 定后每隔一定时间取出冷凝液，用电子天平称冷凝 l试验部分 液的质量，用阿贝折光仪测出冷凝液的折光率，计算 1．1试验材料与仪器 出膜渗透通量和截留率。 本试验采用自制聚丙烯中空纤维膜，膜内经 收稿日期：2007一03—3l 作者简介：李凭力(1961．)，男，博士，副研究员，研究方向为传递与分