2024年12月10日

生态旅游之路如同一条蜿蜒的溪流源远流长谁先提出了它的概念

膜蒸馏技术,敢问路在何方?

随着全球对水资源的日益紧张和环境保护意识的提升,生态旅游这一概念逐渐成为人们关注的焦点。它源于谁的手笔?就像一条蜿蜒的小溪,它悄然流淌,却不为人知。

在科学领域,有一项被遗忘又重新焕发光彩的技术——膜蒸馏(Membrane Distillation)。它曾经是一种被忽视的分离工艺,但如今却正走向前台。在美国的一篇名为《超越分子前沿——化学与化学过程面临的挑战》的论文中,膜蒸馏技术被列为21世纪需要重点关注并发展的新型分离技术之一。了解它,我们才能知道如何将其应用到实践中去。

作为一种热力学分离工艺,蒸馏是利用混合液体或液-固体系各组分沸点不同,使低沸点组分通过蒸发再冷凝以实现单元操作过程。这与传统工业中的设备有所不同,而膜蒸馏系统则是将两者的优势结合起来。尽管其本质仍然是一个由驱动力来源于膜两侧压差进行蒸发、冷凝过程,但其创新之处就在于能够有效地解决传统方法难以应对的问题。

20世纪80年代,这项技术才开始在全球范围内得到广泛应用。而国内,从2003年开始,一些科研人员便开始投入相关研发工作。不断增长的人员数量和研究成果表明,该领域发展迅猛,是市场需求推动的一部分结果。

国内多家大学,如天津工业大学、大连理工大学、河北工业大学、同济大学以及清华大学等,都有从事此类研究工作的人才团队。不过,由于是科研主导,其实际商业化应用案例相对较少,其中主要使用的是PTFE材料,并且设备形式主要包括管式、中空纤维式等,其中管式最早而板式目前应用最广泛。

根据不同的冷凝方式,膜蒸馏可以进一步细分为直接接触膜 蒸馏(DCMD)、空气隙膜 蒽制(AGMD)、真空减压膜 蒼制(VMD)以及气扫模 蒽制(SGMD)四种类型。在这些形式中,以AGMD和VMD最受欢迎,其次是DCMD,而SGMD则较少见到。

虽然如此,每种存在的事物都有其特定的市场定位,同样地,对于盐浓缩系统而言,即使是在厂区有余热可用的情况下,基于成本分析来看,不论是投资还是运行成本上,与其他ED或DTRO等成熟工艺相比,没有太大的优势。但这并不意味着MEMBRANE DISTILLATION技術乏力,因为它更适用于特殊要求下的浓缩,比如废酸、废碱或者某些无法直接用其他方法浓缩的情况。此外,当余热充足时,可以更加高效地运转,因此对于特定场景来说,它依旧具有不可替代的地位。

然而,在实际商业化应用方面,由于投资成本偏高,以及运行成本相对于其他竞争者来说可能还不够优惠,所以目前国内成功案例有限,大多数项目都是小型规模,而且几乎没有大型海水淡化项目采用这种技术。这也意味着尽管这个领域拥有很好的潜力,但是由于缺乏完善的大规模工程经验和经济效益考量,这个行业尚未完全展现出其巨大的潜能。