Термомембранные процессы

Эти промессы обусловлены градиентом температур по толщине пористой мембраны на основе полимеров или материалов с жест­кой структурой. В настоящее время наиболее полно разработан процесс мембранной дистилляции.

Суть этого процесса заключается в следующем. Haгретый до сравнительно невысоких температур (порядка 30 -70 ºС) исходный раствор (горячий) подается с одной стороны гидрофобной микро­пористой мембраны. Вдоль другой стороны мембраны движется менее нагретый (холодный) растворитель (обычно вода). Поскольку мембрана гидрофобна, а размеры пор ее достаточно малы (порядка одного микрометра и менее), то жидкая фаза в поры мембраны не проникает. Испаряющийся с поверхности горячего растворе пар (поверхностью испарения в этом случае являются образующиеся на входе в поры мениски раствора) проникает в поры мембраны, диффундирует через слой воздуха в поре и конденсируется на поверхности менисков холодной жидкости. При это в порах создается разрежение, что ускоряет процесс испарения и, следова­тельно, повышает его эффективность. Так как температура исход­ного раствора невысока, то для проведения процесса мембранной дистилляции можно применять низкопотенциальную тепловую энергию - тепло нагретой после холодильников воды, отходящих газов (например, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и др.), геотермальных вод и, наконец, солнечную энергию.

Мембранную дистилляцию целесообразно использовать для решения следующих основных задач: концентрирования и опреснения водных растворов электролитов, опреснения морской во­ды, получения особо чистой воды и апирогенной воды для медицинских целей, воды для подпитки паровых котлов и т.п.

Процесс мембранной дистилляции проводят практически при атмосферном давлении, поэтому аппараты для этого процессе могут изготов ляться из дешевых полимерных материалов. В этих аппаратах сравнительно легко осуществляется замена вышедших из строя модулей, Мембраны в аппаратах для мембранной дистилляции длительное время работают без заметного их загрязнения.