膜蒸留の応用例について。
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以前、膜蒸留の分野で大学などと研究協力を行ったことがありますが、この技術は実用化の面ではまだ未熟だと感じています。川友の中にこの技術について知っている方や、実用化が進んでいる事例を見たことがある方はいらっしゃいますか。取り出してシェアしよう。
1988年に博士課程に進学して以来、私は絶え間なく膜蒸留の研究と応用に取り組んできました。 しかし、難しいです。 まず、合格した微多孔質撥水膜を製造するのは難しい。 ポリプロピレンPPやポリフッ化ビニリデンPVDFの膜材料は撥水性が不十分で、長期間の使用寿命が短すぎる。ポリテトラフルオロエチレンPTFEは、撥水性、耐酸化性、耐酸性・アルカリ性、および耐高温性に優れていますが、加工が困難です。 中空繊維については、実際にPPやPVDFの中空繊維を製造できるメーカーはいくつかありますが、膜蒸留に適したPTFEの中空繊維膜を製造できるメーカーはほとんどありません。今年の初めになってようやく、膜蒸留に適したポリテトラフルオロエチレン製の中空繊維微多孔質撥水膜を量産できるようになりました。現在、内径は0.45mm未満を実現しており、これは世界で最も細いポリテトラフルオロエチレン製の中空繊維微多孔質撥水膜です。内径が大きい中空繊維膜は、工業的な膜蒸留には適しておらず、その経済性は通常の多段蒸発や多段フラッシュ蒸発と比べて劣る。 次に、合格する膜コンポーネントを作るのは非常に難しい。 上記の材料を用いた微孔疎水平板膜は作成可能だが、大型コンポーネントにするのは難しい。
3つ目の考慮事項はコストで、主に運用コストです。 私たちが知っているように、現在広く利用されている多効用蒸発法と多段フラッシュ蒸発法には、いずれも重要な特性パラメータとして造水比が存在します。造水比が大きいほど、熱利用効率が高くなり、経済性も良くなる。例えば、我が国で現在最大の海水淡水化プラントは天津にある北疆発電所の海水淡水化プラントで、1日に20万トンの淡水を生産しており、15段効用の蒸発器を使用し、造水比は14です（実際には、火力発電所から排出される170度の高温蒸気が熱源として利用されている）。 従来の膜蒸留における造水比はいくつですか？申し上げますと、一般的には0.3～1.0です。 したがって、通常の膜蒸留は、規模においても省エネ効果においても、従来の多段蒸発や多段フラッシュ蒸発とは全く比較にならない。
ここ十数年間、膜蒸留による省エネ化の改良が絶えず行われてきたが、大きな進展は見られていない。一般的に、発表されている論文では、実験で得られた造水比が3を超えるものはなく、これは4段蒸発器の省エネ効果に相当するに過ぎない。 2002年に膜蒸留の省エネ問題を考え、2006年に多効膜蒸留という概念を公に提唱しました。世界で最も高性能な微孔疎水膜である、ドイツのMembrana社が製造するPP膜糸（孔隙率≥70％、内径/外径0.33/0.66mm）を使用して製造された多効膜蒸留コンポーネントは、100～120度の蒸気を熱源とした場合、造水比が5～16に達する。これは素晴らしい進歩ですが、ドイツ製のフィルムはあまりにも高価で、一般的に1平方メートルあたり150ユーロもするため手が出ません。さらに、長期間の使用には耐えられず、通常6ヶ月を超えません。
現在、PTFE多効膜蒸留コンポーネントを使った小規模なプロジェクトが行われていますが、もちろん膜コンポーネントの製造コストは依然として高いです。
したがって、主に多効蒸発、多段フラッシュ蒸発、逆浸透、およびMVRでは濃縮できない希塩酸などの溶液を濃縮するために使用されます。
なぜか、私が提出した内容に悪質な情報があるとずっと言われます。
“「炭酸ナトリウム溶液の濃縮」がなぜ悪い情報なのか。
“*「アオ酸ナトリウム溶液の濃縮」は悪質な情報か？ そうだ。**が見つかった。
あるいは、炭酸ナトリウムや*ao酸ナトリウム溶液の高度な濃縮のように、従来の機器メーカーが見向きもしない小規模なプロジェクトを請け負うこともある。（多効膜蒸留では1日に1トンを処理できる超小型プロジェクトも可能ですが、どのようにしてこの規模の多効蒸発器を作り出すのでしょうか？我々の工事現場で収集したデータによると、8％の*アオ酸ナトリウム水溶液を30％に濃縮すると、平均的な造水比は6前後となり、これは8効蒸発器の省エネ効果に相当します。もちろん、この造水比にはまだかなり向上の余地があります。私たちはそれが10を超えることを期待しています。 膜蒸留に興味をお持ちの化学業界の皆様と、ぜひ多く交流できればと思っています。
現在、こちらには硫酸ANを濃縮するためのMVRがありますが、硫酸ANの濃度がやや低いため、そのままMVRに送るとエネルギー消費が多くなってしまいます。そこで、まず膜蒸留で一度処理し、その後でMVRに送ることで、省エネ効果を得ようと考えています。 また、ご説明いただいた希塩酸の応用については、私もかなり興味があります。こちらには3％程度の希塩酸が大量にありますが、現在は濃縮して排出するしか方法がなく、何とか協力できないかと思っています。
MVRの消費電力。多効膜蒸留の消費熱。 硫酸ANの初期濃度はいくらですか？1日の処理量はいくらですか？ 硫酸アンを10～15％に濃縮できる技術は多数あります。 3％の塩酸を、どれくらい濃縮したいですか？
10ポイント上がるのは、私たちにとっても大きな意味があります！20％以上に上げられると最良ですが、もし可能であれば。
低温熱源は持っており、窯の余熱や機器の余熱もすべて回収しています。しかも、この希塩酸自体の温度はおよそ40℃です。
現在の溶液内の硫酸アンの初期濃度はいくらですか？ 処理待ちの液の1日の処理量はいくらですか？
質問です：1. 3％の塩酸を、どの程度濃縮したいですか？ 2. 現在の1日の処理量はいくらですか？ 3. 回収後の余熱蒸気の温度はいくらですか？