我国对膜蒸馏技术的研究始于20世纪80年代,1988年,吴庸烈综述了膜蒸馏及其相关的膜过程、挥发性溶质水溶液的膜蒸馏,微孔膜的透过蒸发和蒸发吸收等膜过程的发展、机理和应用等情况。1991年余立新等使用北京塑料研究所提供的孔径0.3μm、膜厚80μm的聚四氟乙烯微孔膜对古龙酸水溶液进行蒸馏浓缩。结果发现这一方法是可行的,并得出结论是膜蒸馏可用于热敏性物质水溶液的浓缩,并能很好地发挥该过程低温浓缩的优势。机理研究方面,1999年,李凭立等进行了膜蒸馏传质的强化研究,提出了传质通量因子的概念。
1967~1969年,Findley在美国、Hendergcky在欧洲同时进行了试验。Findley尝试了多种膜材料,然而膜通量却非常小,但他预言只要找到合适的膜材料,这种技术是很有前途的。进入90年代以后对膜蒸馏的研究逐渐增多,但多数还是处于实验研究阶段。P. A Hogan与Sudjito等在澳大利亚利用太阳能作为热量来源进行了直接接触膜蒸馏,实验证明太阳能膜蒸馏在技术上是可行的,可以进行实际应用。机理研究方面,1995年俄罗斯的Agashichcv和Sivakov基于质量和热量平衡方程,考虑温度和浓度极化提出直接接触式膜蒸馏的数学模型,但因其过于复杂而没有被广泛接受。1998年,Gryta等考虑在温度极化影响的情况下对毛细管状物膜组件层流问题进行了研究,并得出了一些理论依据。
膜蒸馏技术主要的房展方向主要有以下几个方面:
(1)研制分离性能好,价格低廉的膜。目前之所以膜蒸馏与其他分离技术相比较竞争力不强,一个很主要的原因是用于膜蒸馏的膜成本较高。迫切需要研制出具有良好分离性能而且价格低廉的膜以适应膜蒸馏的发展。
(2)完善机理模型。机理模型是进行过程优化及设计计算的理论指导。虽然许多研究者已经从不同角度对膜蒸馏的机理进行了研究,但仍存在着不少缺陷,有必要加以进一步完善。
(3)提高热量利用率。膜蒸馏是具有相变的、需要消耗热量的过程,热量利用率是它的一个重要技术经济指标。膜蒸馏中不可避免地存在着因热传导造成的热量损失,如何减少这部分热量损失,是值得研究的重要课题。
(4)发挥常压低温脱水的优势,开展应用研究。研究表明重点应用是热敏性物质水溶液的浓缩。另外,膜蒸馏过程简单和设备技术要求不高等特点,很适合于小规模的盐水淡化,这对偏远地区及野外作业人员解决饮用水问题有着重要意义。