近日，我校分离膜与膜过程国家重点实验室学术带头人、生物化工研究所所长吕晓龙研究员带领的膜材料与膜化工创新团队在膜蒸馏组件设计方面取得新进展，采用中空纤维疏水膜与毛细铜管相结合成功设计出了一种气隙宽度易于调控的套管式气隙膜蒸馏组件。相关研究成果以“Study on the performance of double-pipe air gap membrane distillation module”为题发表在Elsevier出版社三大化工分离期刊之一《Desalination》杂志上（Desalination，2016，396，48~56）。
气隙膜蒸馏过程（AGMD）是以传热为控制步骤的传热传质协同作用过程。气隙膜蒸馏组件内，蒸汽的潜热被换热管内冷流体回收利用的效率，一方面决定了膜蒸馏过程的热效率，即造水比（GOR），另一方面决定了膜两侧的蒸汽压差，即传质推动力。已有的列管式中空纤维气隙膜蒸馏组件，膜与换热管间难以平行排列，从而存在膜与换热管间的气隙宽度分布不均、难以控制的问题。过大的气隙宽度会增大膜蒸馏过程的传质阻力，而过小的气隙宽度会导致蒸汽冷凝时发生“液桥”现象，两者势必都将显著降低气隙膜组件的性能。
针对上述问题，该研究团队在对气隙膜蒸馏过程的理论和气隙膜蒸馏组件的结构特点进行了详细分析，采用中空纤维疏水膜与毛细铜管相结合成功设计出了套管式气隙膜蒸馏组件。研究证明，套管式气隙膜蒸馏组件的气隙宽度易于调控，并且能够均匀分布，从而可以实现对气隙膜蒸馏过程传热传质阻力的有效调控。实验中得到的最高膜蒸馏通量和造水比分别为11.41kg/(m2•h)和6.42。该套管式气隙膜蒸馏组件在膜蒸馏实验中表现优异，有望应用于膜蒸馏领域，提高膜蒸馏性能，推动膜蒸馏技术大规模工业化应用。
该研究工作得到了国家自然科学基金、天津市科技支撑项目和天津市科技计划等基金的支持。
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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916416302417