膜蒸餾（MD）：Membrane Distillation。

說實(shi)話MD也是(shi)(shi)一項曾(ceng)一度(du)被(bei)人遺忘的(de)膜(mo)技(ji)術，而目前(qian)不管(guan)在從學(xue)術上(shang)還是(shi)(shi)實(shi)際市場應用上(shang)，其實(shi)都能聽到關(guan)于它的(de)很(hen)多聲(sheng)音。

 在美國編寫的“超越分子前沿(yan)―化(hua)學(xue)(xue)與化(hua)學(xue)(xue)過程面臨的挑戰”中，膜蒸餾(liu)濃(nong)縮(suo)技術列為21世紀(ji)重(zhong)點關(guan)注并發展的新型分離技術。

懂它，才能知道怎么用它

蒸(zheng)餾，想必學(xue)(xue)過化(hua)學(xue)(xue)的都了解，它是一種熱力(li)學(xue)(xue)的分離(li)工(gong)藝。

蒸(zheng)餾(liu)，它是利用混合液體或液-固體系中各(ge)組(zu)(zu)分(fen)沸點不(bu)同(tong)，使(shi)低(di)沸點組(zu)(zu)分(fen)蒸(zheng)發，再(zai)冷凝以分(fen)離(li)整個組(zu)(zu)分(fen)的單(dan)元(yuan)操作(zuo)過程，是蒸(zheng)發和(he)冷凝兩種單(dan)元(yuan)操作(zuo)的聯合。

而膜(mo)蒸餾系(xi)統(tong)，則可以看作是(shi)膜(mo)技(ji)術和傳統(tong)蒸餾工藝的有效結合，就(jiu)過程(cheng)的本質而言，它依舊(jiu)是(shi)一個(ge)蒸發、冷凝(ning)的過程(cheng)；就(jiu)MD技(ji)術而言，它的驅動力(li)源于膜(mo)兩(liang)側的蒸汽壓差。

 全球(qiu)膜蒸(zheng)餾技(ji)術(shu)真正興起于(yu)20世紀(ji)80年(nian)代，而在國(guo)內，其(qi)(qi)實從03年(nian)開(kai)始，國(guo)內從事相關研發工(gong)作的(de)人員逐年(nian)倍數增加。不難發現，其(qi)(qi)實國(guo)內這(zhe)些年(nian)，很多膜技(ji)術(shu)的(de)發展都非常快，當然(ran)這(zhe)也得益于(yu)市場需求的(de)推(tui)動。

國(guo)內研發膜蒸餾技術的(de)團隊很多，不過主要以(yi)科研為(wei)主，比如：天津工(gong)(gong)業大(da)學(xue)(xue)、大(da)連(lian)理工(gong)(gong)大(da)學(xue)(xue)、河北工(gong)(gong)業大(da)學(xue)(xue)、同濟大(da)學(xue)(xue)、清華大(da)學(xue)(xue)等。

膜蒸餾系統中，核(he)心還是膜材(cai)料(liao)。膜的(de)疏水性、微(wei)孔性是膜蒸餾中膜材(cai)料(liao)選擇的(de)關鍵因素，而其次(ci)機械強度(du)、導熱系數、熱穩(wen)定性等也是基本。

膜蒸餾目前所用膜材料主要為：微(wei)孔聚丙(bing)烯(xi)（PP）、聚四氟乙烯(xi)（PTFE）和聚偏氟乙烯(xi)（PVDF）等，這幾種材料，各有利弊。

 目前(qian)國內(nei)(nei)膜蒸餾工(gong)業(ye)化應用(yong)案(an)例不(bu)多，其中基本以PTFE材料為主，而(er)設(she)備形式則主要為：管式、板式、中空纖維式。其中管式在國內(nei)(nei)應用(yong)較早，而(er)板式目前(qian)應該(gai)應用(yong)最多。

MD系統中，根(gen)據膜下游(you)側冷凝(ning)方式的不同，膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)過程(cheng)主要有以(yi)下類型(xing)：(1)直接(jie)接(jie)觸膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(DCMD)；(2)空氣(qi)隙(xi)膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(AGMD)；(3)真空膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(又稱(cheng)減壓膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)，VMD)；(4)氣(qi)掃膜蒸(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)(SGMD)。

在膜蒸餾形式方面，目前AGMD、VMD應用相對為主，其次是(shi)DCMD，而SGMD的研究則(ze)較少。

MD系統的優勢&劣勢

每一(yi)種存在的(de)膜(mo)技術肯定(ding)有它(ta)的(de)市場定(ding)位，膜(mo)蒸(zheng)餾也不例(li)外(wai)。

從(cong)MD原(yuan)理來分析，在鹽濃縮系統中，比如：1%濃縮至10-20%，跟其他ED、DTRO等(deng)成(cheng)(cheng)熟(shu)膜(mo)工藝相(xiang)比，在投資(zi)、運行成(cheng)(cheng)本上，其實膜(mo)蒸(zheng)餾沒有太大的優勢(shi)，即使在廠區有余熱(re)可以利(li)用的情況下，也沒有優勢(shi)。

如果針(zhen)對于20%以上的鹽濃縮(suo)，其實(shi)主要跟(gen)蒸發對比(bi)，噸水投資成本都是(shi)100萬級別。另外，兩(liang)者原則上都是(shi)蒸發水，但是(shi)其實(shi)蒸發系統相對成熟，換(huan)熱、傳熱效(xiao)果要更好，其運行能耗(hao)其實(shi)要更低。

難道MD技(ji)術真(zhen)的這(zhe)么乏力嗎？可(ke)以先(xian)了解下它的特點(dian)。

MD更多(duo)的(de)(de)是針對于(yu)特(te)定(ding)的(de)(de)系統，比(bi)如：1. 對材質(zhi)要求(qiu)特(te)殊的(de)(de)濃(nong)縮系統，如廢(fei)酸(suan)、廢(fei)堿的(de)(de)濃(nong)縮；2. 某(mou)些有(you)機產品的(de)(de)濃(nong)縮；3. 部分無法直接膜濃(nong)縮的(de)(de)系統；4. 對濃(nong)縮濃(nong)度有(you)特(te)定(ding)要求(qiu)的(de)(de)系統；5. 有(you)大量余熱、低(di)品位熱源可利用(yong)的(de)(de)系統等。

在(zai)很(hen)多有機膜系統(tong)(tong)，無機結垢、晶體析出(chu)、有機物污染、表面活性劑(ji)等是影響(xiang)系統(tong)(tong)穩定運行的重(zhong)要因素，這(zhe)些(xie)問題在(zai)膜蒸(zheng)餾系統(tong)(tong)中依舊存在(zai)。

MD技術-國內應用

盡管做(zuo)膜(mo)蒸餾研發的團隊不(bu)少，但(dan)是國內做(zuo)膜(mo)蒸餾工業(ye)化的企(qi)業(ye)非常少。膜(mo)蒸餾成功應用(yong)案(an)例很有限，項目系(xi)(xi)統一(yi)般也比較小，100m3/d以上(shang)的系(xi)(xi)統基本算超大型系(xi)(xi)統。

在(zai)工藝可行性較(jiao)高的基礎上，投資成本、運(yun)行成本是往(wang)往(wang)是影(ying)響(xiang)一(yi)個項目落地(di)的重要因素。而在(zai)這一(yi)方面，膜蒸餾其(qi)實是有(you)劣勢的。

像(xiang)管式的膜(mo)蒸餾，材質(zhi)基本為PTFE，典型代(dai)表企業為浙江森諾，而且一(yi)般采用AGMD。他們做材料(liao)研發比較(jiao)厲害，應(ying)用其實(shi)偏少(shao)一(yi)些，這兩年(nian)他們膜(mo)蒸餾這一(yi)塊(kuai)業務(wu)也基本收(shou)縮(suo)了。

像板式的(de)膜蒸餾，材質基(ji)本為PTFE，典型代表企業(ye)為中科(ke)瑞升，而且一般采(cai)用(yong)AGMD，減(jian)壓多(duo)效。目前主要依靠德(de)國Memsys Group的(de)MD技(ji)術。這(zhe)一塊(kuai)，其實他們是做的(de)挺(ting)好的(de)，推廣力度(du)也大。

像中(zhong)(zhong)空纖(xian)維式的膜(mo)蒸餾，典型代表企業為中(zhong)(zhong)環(huan)膜(mo)，但(dan)是目前基本沒有工業化的應用。

MD系統的路在何方？

目(mu)前很(hen)多(duo)行業會議、研(yan)討會上(shang)不(bu)難發現，從某種(zhong)程度上(shang)講(jiang)，膜蒸餾(liu)技術目(mu)前已(yi)成為海水淡化、濃(nong)縮分離、工(gong)業廢水處理、結晶零排放等領域研(yan)究的新熱點。

盡管(guan)是這樣，膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)貌似依舊(jiu)沒有(you)(you)被(bei)大多數人或市場(chang)看好。第一：膜(mo)(mo)材料成(cheng)本(ben)較(jiao)高，系(xi)統(tong)投(tou)資偏高，目前(qian)只(zhi)能(neng)(neng)應用于(yu)某些特定的(de)需求系(xi)統(tong)。第二(er)：系(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)偏高，盡管(guan)可以(yi)利用余熱(re)、太陽能(neng)(neng)、地熱(re)能(neng)(neng)等，工藝也可以(yi)做成(cheng)四效(xiao)、五效(xiao)等，但是運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)目前(qian)依然是劣勢(shi)。第三: 系(xi)統(tong)的(de)無機(ji)結(jie)垢、有(you)(you)機(ji)污染等依然也制約著膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)技術(shu)的(de)推廣。

很多的膜技術其實(shi)都是夾縫中求(qiu)生，盡(jin)管(guan)膜蒸餾技術目前應(ying)用有(you)(you)限(xian)，也(ye)存在(zai)一(yi)些問題，但是在(zai)大市(shi)場需求(qiu)的推動(dong)下(xia)，在(zai)國內(nei)這種大環境下(xia)，它(ta)在(zai)膜界還是很有(you)(you)一(yi)席之地的。

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