基于真空膜蒸餾的空調除濕溶液再生實驗研究

王建偉 張小松 孫 博 周君明

(東南大學能源與環(huán)境學院 南京 210096)

在空調領域，空氣濕度的控制對人們的生產生活十分重要。目前常規(guī)空調系統(tǒng)中多采用冷凝的方式對空氣進行除濕。該方式中濕空氣首先被冷卻至露點溫度以下進行除濕，再被加熱到所需的送風溫度，中間過冷和再熱的過程造成了不必要的能量浪費。溶液除濕空調系統(tǒng)利用高濃度除濕溶液從空氣中吸收水分來調節(jié)室內空氣的濕度[1]。與傳統(tǒng)的冷凝除濕空調系統(tǒng)相比，溶液除濕空調系統(tǒng)減少了空氣的過冷和再熱環(huán)節(jié)，在輸出相同的冷量時，其能耗僅為冷凝除濕空調系統(tǒng)的25%[2]，因此溶液除濕空調系統(tǒng)在濕負荷較高的地區(qū)具有顯著的節(jié)能效果。在溶液除濕空調系統(tǒng)運行過程中，除濕溶液吸收空氣中水分后會導致其濃度降低，除濕能力下降，為恢復除濕溶液的除濕能力，需對除濕后的溶液進行濃縮再生。通常溶液再生過程的能耗較高，可占到系統(tǒng)總能耗的75%以上[3]，因此選擇適宜的再生方法對降低溶液除濕空調系統(tǒng)的能耗至關重要。

傳統(tǒng)的溶液再生方式主要為填料塔式再生[4-6]。其原理為填料塔中的熱溶液與空氣接觸，利用熱溶液與空氣的水蒸氣分壓力差實現(xiàn)水分從溶液至空氣的轉移，從而實現(xiàn)溶液的再生。但這種傳統(tǒng)的空氣溶液接觸再生方式受所處地區(qū)的氣候條件影響較大，在高溫高濕地區(qū)，溶液與室外空氣的水蒸氣分壓力差較小，再生效果會顯著降低，同時溶液預熱的熱量被大部分消耗于溶液和再生空氣的顯熱交換，而非水分的蒸發(fā)，因此熱效率較低。此外，再生過程中填料塔出口的空氣攜帶有溶液液滴，會對周圍環(huán)境造成污染。因此，為解決上述問題，有必要尋找一種可替代的再生方法。

膜蒸餾(membrane distillation，MD)是一種將蒸發(fā)和膜分離相結合的分離技術[7]。它以疏水微孔膜為介質將溶液側與滲透側分隔開，溶液側易揮發(fā)性組分在膜兩側水蒸氣分壓力差的作用下透過膜孔，并在滲透側被冷凝成液相，而其他組分則被截留在溶液側，從而實現(xiàn)溶液中不同組分的分離。根據(jù)透過疏水膜蒸汽冷凝方式的不同，MD主要分為以下4類[8]：直接接觸式膜蒸餾(direct contact membrane distillation,DCMD)、氣隙式膜蒸餾(air gap membrane distillation,AGMD)、氣掃式膜蒸餾(sweep gas membrane distillation,SGMD)和真空膜蒸餾(vacuum membrane distillation,VMD)。其中，VMD是一種在膜的滲透側抽真空，透過膜的水蒸氣被抽至膜組件外進行冷凝的MD方式，原理如圖1所示。相比于其他MD方式，VMD膜兩側的水蒸氣分壓力差更大，膜通量更高，且VMD的真空側膜面與稀薄氣體接觸，跨膜熱傳導損失可以忽略，熱效率也更高。與填料塔式再生方法相比，VMD再生過程不受高溫高濕環(huán)境的影響，且VMD有疏水微孔膜作為氣液側的屏障，溶質截留率接近100%，保證了溶液中溶質的零損失，避免了對周圍環(huán)境的污染。此外，VMD再生對溫度要求較低，可與低品位能源的利用相結合。

圖1 中空纖維膜真空膜蒸餾原理Fig.1 Vacuum membrane distillation principle of hollow fiber membrane

目前關于MD技術的研究主要集中于海水淡化、廢水處理、溶液濃縮等領域，在空調除濕溶液再生領域的研究較少。Zhou Junming等[9]對VMD用于LiCl溶液的再生進行了初步實驗研究，結果表明膜通量、跨膜傳質系數(shù)隨再生溫度的升高而增大。R.Lefers等[10]對CaCl2和MgCl2兩種除濕溶液進行了真空膜蒸餾再生測試，結果表明，MgCl2溶液在50 ℃、2.5 kPa、30%質量分數(shù)時膜通量可達8 kg/(m2·h)。H.C.Duong等[11]建立了MD過程的傳熱傳質模型，分析了MD過程的質量傳遞、溫度極化和濃度極化的負面影響，結果表明，溫度極化和濃度極化會導致跨膜傳質過程的驅動力大幅下降。然而，上述研究主要關注于MD溶液再生過程中膜通量的大小及變化規(guī)律，對熱效率、跨膜傳質系數(shù)、傳熱傳質機理的研究分析較少。

因此，本文采用聚四氟乙烯(polytetrafluoroe-thylene,PTFE)中空纖維膜對LiCl除濕溶液進行VMD再生研究，建立了VMD熱質傳遞的數(shù)學模型，通過實驗和模擬研究溶液溫度、流速、質量分數(shù)以及系統(tǒng)真空度等操作條件對膜通量、熱效率、跨膜傳質系數(shù)、截留率等性能參數(shù)的影響規(guī)律，為VMD技術在空調除濕溶液再生領域的進一步發(fā)展提供一定的理論及實驗指導。

1 傳熱傳質模型的建立

本研究以中空纖維膜VMD為研究對象，其傳熱傳質過程如圖2所示，主要包括以下三個步驟：

圖2 中空纖維膜內傳熱傳質過程Fig.2 Heat and mass transfer in hollow fiber membrane

1)熱量和揮發(fā)性組分從溶液主體傳遞到中空纖維膜內表面；

2)揮發(fā)性組分在膜內表面吸熱汽化；

3)蒸氣攜帶汽化潛熱通過膜孔，同時部分熱量以熱傳導的方式通過膜孔壁。

1.1 傳熱過程

1.1.1 膜內傳熱過程

從溶液主體到膜表面的對流傳熱量Qf可表示為：

Qf=hfAf(Tf-Tfm)

(1)

式中：Qf為對流傳熱量，W；hf為對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2·K)；Af為膜內表面有效面積，m2；Tf為溶液主體溫度，Tf=(Tin+Tout)/2，K；Tin、Tout分別為膜組件進、出口溶液溫度，K；Tfm為溶液側膜表面溫度，K。

膜內表面有效面積Af：

Af=nπdiL

(2)

式中：n為膜組件中膜絲總根數(shù)；di為膜絲內徑，m；L為膜絲有效長度，m。

對于本實驗使用的中空纖維膜，經計算溶液流動過程的Re小于1 200，溶液流動為層流，Nu準則數(shù)的表達式為[12]：

(3)

式中：Nu=hfdh/k，Re=dhvρ/μ，Pr=cpμ/k；dh為膜絲的水力學當量直徑，m；k為溶液的導熱系數(shù)，W/(m·K)；v為溶液的流速，m/s；ρ為溶液的密度，kg/m3；μ為溶液的動力黏度，Pa·s；cp為溶液的比熱容，J/(kg·K)。

1.1.2 跨膜傳熱過程

在VMD中，跨膜傳熱包括透過膜孔的水汽化潛熱和膜壁熱傳導兩部分，跨膜傳遞的熱量Qm(W)可表示為：

Qm=NΔHvAm+hmAm(Tfm-Tpm)

(4)

式中：N為膜通量，kg/(m2·s)；ΔHv為溶液主體溫度下水的蒸發(fā)潛熱[13]，J/kg；hm為膜的傳熱系數(shù)，hm=[ελg+(1-ε)λs]/δ，W/(m2·K)；ε為膜的孔隙率；λg為水蒸氣的導熱系數(shù)，W/(m·K)；λs為膜的導熱系數(shù)，W/(m·K)；δ為膜厚，m；Tpm為真空側膜表面溫度，K；Am為跨膜傳熱的有效面積，m2。

跨膜傳熱的有效面積：

(5)

式中：do為膜絲外徑，m。

外界供給溶液的總熱量Q為：

Q=qcpρ(Tin-Tout)

(6)

式中：Q為外界供熱量，W；q為蠕動泵的流量，m3/s。

在穩(wěn)定流態(tài)下，有Qf=Qm=Q，因此由式(1)和式(6)可得：

(7)

1.2 傳質過程

1.2.1 膜內傳質過程

在VMD中，溶液主體和膜表面之間會形成傳質邊界層，使溶質組分在膜表面的濃度高于溶液主體中的濃度，該現(xiàn)象稱為濃差極化，濃差極化會嚴重影響MD過程的傳質。濃差極化的程度可用濃度極化系數(shù)CPC表示[14]：

(8)

式中：Cfm為膜表面摩爾濃度，mol/m3；Cf為溶液主體摩爾濃度，mol/m3；Kf為溶液邊界層內的傳質系數(shù)，kg/(m2·s·Pa)。

在層流流動中，舍伍德數(shù)Sh可由對流傳熱系數(shù)式(3)類比得到[15-16]：

(9)

式中：Sh=Kfdh/DAB，施密特數(shù)Sc=μ/(ρDAB)。

DAB為溶質從溶液主體到膜表面的擴散系數(shù)，可由下式求得[17]：

(10)

式中：DAB為溶液中邊界層擴散系數(shù)，m2/s；μw為水在溫度為T時的動力黏度，Pa·s。

1.2.2 跨膜傳質過程

在VMD中，水蒸氣穿過膜孔的過程可用塵氣模型[18]來描述，其跨膜傳質通量可按下式計算[19]：

N=Km(pfm-pp)

(11)

式中：Km為跨膜傳質系數(shù)，kg/(m2·s·Pa)；pfm為膜表面水蒸氣分壓力，可根據(jù)M.R.Conde[20]給出的經驗公式計算，Pa；pp為真空側絕對壓力，Pa，由于真空側真空度較高，僅存在微量的空氣，因此可認為真空側的水蒸氣分壓力即為該側的絕對壓力[21]。

水蒸氣分子在膜孔內的傳遞過程可分為分子擴散、Knudsen擴散、Poiseuille流動三種方式[22]，通常根據(jù)Knudsen數(shù)的大小來確定其主要傳遞方式，當Kn<0.01時，跨膜傳遞方式為Poiseuille流動；當Kn>10時，跨膜傳遞方式為Knudsen擴散；當0.01

(12)

式中：λv為水蒸氣分子的平均自由程，m；dp為膜孔平均孔徑，m。

水蒸氣分子的平均自由程可表示為[24]：

(13)

式中：kB為Boltzmann常數(shù)，數(shù)值為1.38×10-23J/K；Tm為膜孔內的平均溫度，K，Tm=(Tfm+Tpm)/2；pm為膜孔內的平均壓力，Pa，pm=(pfm+pp)/2；dw為水蒸氣分子的碰撞直徑，數(shù)值為2.641×10-10m。

經計算，本實驗中0.01

(14)

式中：r為膜孔平均半徑，m；τ為膜微孔的曲折因子，其計算式為τ=(2-ε)2/ε[26]；M為水的摩爾質量，kg/mol；R為理想氣體常數(shù)，取8.314 J/(mol·K)；μv為水蒸氣的動力黏度，Pa·s。

2 實驗材料和方法

2.1 實驗材料與儀器

本實驗采用的試劑為粒狀無水LiCl(LiCl含量≥99.0%)。實驗用膜組件為中空纖維膜組件，膜組件有效段長30 cm，外徑5 cm，組件外殼兩端采用耐高溫環(huán)氧樹脂密封。中空纖維膜的具體參數(shù)如表1所示。實驗所用主要儀器如表2所示。

表1 中空纖維膜的結構參數(shù)Tab.1 Structural parameters of hollow fiber membranes

表2 實驗主要儀器參數(shù)Tab.2 Details of main instruments

2.2 實驗裝置與流程

VMD溶液再生實驗系統(tǒng)如圖3所示。該系統(tǒng)主要由溶液循環(huán)回路、自動補水裝置、中空纖維膜組件、冷凝收集回路(正式回路、旁通回路)組成。實驗過程中，LiCl溶液經加熱器加熱至設定溫度后，通過蠕動泵送入膜組件，熱溶液流經中空纖維膜產生的水蒸氣在膜兩側蒸汽壓差的驅動下透過膜孔進入真空側，被濃縮后的溶液繼續(xù)回流至燒杯加熱循環(huán)。透過膜孔的水蒸氣由真空泵先抽至旁通回路冷凝收集，待膜組件進出口溶液溫度和系統(tǒng)真空度穩(wěn)定后，再切換至正式回路冷凝收集。在實驗過程中，燒杯中的溶液濃度會不斷升高，為保持溶液質量分數(shù)的恒定，系統(tǒng)中設置了自動補水裝置，在重力傳感器的作用下，由補水蠕動泵自動抽取補水燒杯中的等溫熱水將溶液質量補齊至初始值。在實驗過程中，為防止冷凝管冷凝不徹底對實驗結果造成的誤差，在集液瓶之后設置了變色硅膠干燥管以充分吸收真空回路中的蒸汽，同時為防止實驗過程中兩燒杯中溶液和水的揮發(fā)，分別在兩燒杯的液面上方鋪蓋了一層PP保溫浮球，確保了系統(tǒng)的質量守恒。

1質量天平；2測溫探頭；3熱水；4補水燒杯；5加熱器；6溫度控制器；7補水蠕動泵；8補水噴頭；9自動補水裝置；10熱溶液；11溶液燒杯；12.PP保溫浮球；13電動攪拌器；14蠕動泵；15中空纖維膜組件；16溫度傳感器；17壓力傳感器；18球閥；19冷凝管；20集液瓶；21餾出液；22泄壓閥；23干燥管；24真空泵；25數(shù)據(jù)采集儀；26低溫恒溫槽；27水泵。圖3 VMD溶液再生實驗系統(tǒng)Fig.3 Experimental set-up for liquid desiccant regeneration by VMD

實驗主要研究了溶液溫度、真空度、溶液流速、溶液質量分數(shù)4個因素對膜通量、熱效率、跨膜傳質系數(shù)、截留率的影響，并采用控制變量法進行了實驗設計，共計18組實驗。每組實驗開始前，稱量并記錄干燥管的初始質量W0，測量溶液的電導率ρh，調整蠕動泵流量至各流速對應的值，并通過調整系統(tǒng)中各球閥的開閉將真空側回路切換到旁通狀態(tài)。實驗開始后及時將膜組件進口溶液溫度和系統(tǒng)真空度調節(jié)至實驗設定值，然后將真空側回路切換至正式回路進行餾出液的收集，實驗時長為1 h。實驗結束后，在室溫下稱量集液瓶中餾出液的質量mp，用電導率儀測量其電導率ρc，取下干燥管稱量其質量W1，之后用純水徹底清洗系統(tǒng)。

2.3 VMD性能參數(shù)

該實驗主要以膜通量N、熱效率η、截留率R三個參數(shù)進行表征。

膜通量N是指單位時間單位膜面積通過的水蒸氣的質量。在膜蒸餾過程中，膜通量是衡量膜蒸餾過程產能的重要指標，在本實驗中，計算式為：

(15)

式中：mp為餾出液質量，kg;W0為干燥管初始質量，kg；W1為實驗結束后干燥管的質量，kg；t為運行時間，s。

熱效率η是用于溶液中水分蒸發(fā)所需要的熱量與外界供給熱側溶液的總熱量之比，反映了膜蒸餾過程對外加熱量的利用程度，計算式為：

(16)

截留率R定義為被膜截留的溶質質量占溶液中該溶質總質量的百分率，因強電解質在溶液中完全電離，低濃度下溶液的電導率符合科爾勞施定律，與濃度成正比，可使用電導率代替濃度進行計算[27]。膜的截留率計算公式為：

(17)

式中：R為截留率；Ch為原溶液摩爾濃度，mol/m3；Cc為餾出液摩爾濃度，mol/m3；ρh為原溶液電導率，μs/cm；ρc為餾出液電導率，μs/cm。

2.4 誤差分析

實驗過程中間接測量參數(shù)y的相對誤差可由誤差傳遞公式進行計算[28]：

(18)

式中：y為與自變量xi計算公式為相關的因變量；δy和δxi分別為因變量和自變量的誤差。

膜通量的相對誤差計算式：

(19)

式中：Er為相對誤差；Ne為膜通量的實驗值，kg/(m2·s)；Ns為膜通量的模擬值，kg/(m2·s)。

3 實驗結果與討論

3.1 溶液進口溫度對VMD再生性能的影響

在真空度為94 kPa，溶液流速為0.2 m/s，溶液質量分數(shù)為20%的條件下，改變溶液進口溫度(60～80 ℃)，膜通量的變化如圖4所示。由圖4可知，膜通量的實驗值和模擬值吻合較好，最大誤差在±10%以內，膜通量隨溶液進口溫度的升高顯著增大，這主要是因為隨著溶液進口溫度的升高，膜表面溶液水蒸氣分壓力增大，在滲透側真空度不變的情況下，傳質過程驅動力增大，故膜通量增大。

圖4 溶液進口溫度對膜通量的影響Fig.4 Effect of feed temperature on water flux

熱效率和跨膜傳質系數(shù)隨溶液進口溫度的變化如圖5所示。由圖5可知，熱效率隨溶液進口溫度的升高而增大，且最終趨于定值，與F.A.Banat等[29-30]得到的實驗結果一致，這是因為膜通量的增加導致透過膜的潛熱量增加，同時溶液進口溫度的升高也會導致通過膜孔壁的熱傳導損失增加，但透過膜潛熱量的增幅大于膜孔壁熱傳導損失的增幅，因此表現(xiàn)為熱效率的增加。跨膜傳質系數(shù)也隨溶液進口溫度的升高而逐漸增大，由式(14)可知該實驗工況下的VMD跨膜傳質由Knudsen擴散和Poiseuille流動共同控制，當溫度升高時，跨膜傳質系數(shù)的努森擴散部分減小，但在真空側壓力不變的情況下，膜孔內壓力隨膜表面蒸汽壓一起呈指數(shù)式增長，跨膜傳質系數(shù)的Poiseuille流動部分增長較多，因此跨膜傳質系數(shù)總體表現(xiàn)為增大，即溶液進口溫度升高時，跨膜傳質中Poiseuille流動的貢獻逐漸增大。

圖5 溶液進口溫度對熱效率和跨膜傳質系數(shù)的影響Fig.5 Effect of feed temperature on thermal efficiency and transmembrane mass transfer coefficient

3.2 真空度對VMD再生性能的影響

在溶液進口溫度為80 ℃，溶液流速為0.2 m/s，溶液質量分數(shù)為20%的條件下，改變真空度(86～94 kPa)，膜通量的變化如圖6所示。由圖6可知，膜通量隨真空度的升高呈線性增加，主要原因是隨著真空度的增加，膜兩側的蒸汽壓差越大，水蒸氣通過膜孔的傳質驅動力增大所致。

圖6 真空度對膜通量的影響Fig.6 Effect of vacuum degree on water flux

熱效率和跨膜傳質系數(shù)隨真空度的變化如圖7所示。由圖7可知，熱效率隨真空度的升高先增加，后趨于恒定，這主要是因為真空度的升高會使通過膜孔壁的熱傳導損失更小，因此熱效率呈上升趨勢。而真空度越高，膜孔內壓力越低，Knudsen擴散越占主導，Poiseuille流動可忽略不計，同時真空度的上升會促進溶液中水分在膜表面的蒸發(fā)，從而導致膜表面溫度的降低，膜孔內溫度也隨之降低，因此由式(14)可知跨膜傳質系數(shù)會增大。

圖7 真空度對熱效率和跨膜傳質系數(shù)的影響Fig.7 Effect of vacuum degree on thermal efficiency and transmembrane mass transfer coefficient

3.3 溶液流速對VMD再生性能的影響

在溶液進口溫度為80 ℃,真空度為93 kPa，質量分數(shù)為20%的條件下，改變溶液流速(0.2～1.0 m/s)，膜通量的變化如圖8所示。由圖8可知，膜通量隨流速的升高而增加，但增幅越來越小，最后趨于穩(wěn)定，主要原因是隨著溶液流速的增加，膜絲內溶液平均溫度升高(如圖9所示)，膜通量增大，而當膜絲內溶液平均溫度接近溶液的入口溫度時，膜通量達到極限值，因此溶液流速的提升對膜通量的促進作用有限，在實際應用中應選擇合理的流速值，以減小系統(tǒng)的能耗。

圖8 溶液流速對膜通量的影響Fig.8 Effect of feed velocity on water flux

圖9 中空纖維膜內溶液主體溫度隨流速的變化Fig.9 Variation of average temperature of feed in hollow fiber membrane with feed velocity

熱效率和跨膜傳質系數(shù)隨溶液流速的變化如圖10所示。由圖10可知，熱效率隨溶液流速的增加而降低，與Zhang Yonggang等[30]得到的實驗結果一致，這主要是因為一方面在高流速下膜通量趨于定值，即用于料液蒸發(fā)的汽化潛熱趨于恒定，而在溶液進口溫度的不變的情況下，溶液流速越大，外界供給的熱量越多，因此熱效率會隨之降低。另一方面在高流速下溶液主體平均溫度升高，通過膜孔壁的熱傳導損失增加，也會導致熱效率的降低。溶液流速的升高導致跨膜傳質系數(shù)增大的原因與溫度一致，隨著溶液流速的升高，膜絲內溶液平均溫度趨近于溶液的入口溫度值，因此跨膜傳質系數(shù)最終也趨于定值。由圖8和圖10可知，溶液流速為0.6 m/s時，膜通量、熱效率、跨膜傳質系數(shù)均處于較高水平。

圖10 溶液流速對熱效率和跨膜傳質系數(shù)的影響Fig.10 Effect of feed velocity on thermal efficiency and transmembrane mass transfer coefficient

3.4 溶液質量分數(shù)對VMD再生性能的影響

在溶液進口溫度為80 ℃,真空度為94 kPa，溶液流速為0.2 m/s的條件下，改變溶液質量分數(shù)(20%～40%)，膜通量的變化如圖11所示。由圖11可知，膜通量隨溶液質量分數(shù)的升高而急劇下降，當溶液質量分數(shù)從20%升至40%時，膜通量從6.03 kg/(m2·h)降至1 kg/(m2·h)，這主要是因為溶液質量分數(shù)越大，膜表面水蒸氣分壓力越小，在真空度不變的情況下，膜兩側水蒸氣分壓力差越小，導致膜通量的大幅下降。但即使在40%的高質量分數(shù)下，膜通量仍能維持1 kg/(m2·h)，由此可見VMD技術處理高質量分數(shù)溶液的優(yōu)越性。

圖11 溶液質量分數(shù)對膜通量的影響Fig.11 Effect of feed mass fraction on water flux

熱效率和跨膜傳質系數(shù)隨溶液流速的變化如圖12所示。熱效率隨溶液質量分數(shù)的增加而降低，這是因為高質量分數(shù)下膜通量銳減，水汽化潛熱量降低，在溶液進口溫度不變的情況下，膜表面溫度上升，通過膜孔壁的熱傳導損失增加，因此表現(xiàn)為熱效率的降低。膜孔內溫度和膜表面溫度同步增加，且高質量分數(shù)下膜孔內壓力隨膜表面蒸汽壓銳減，因此由式(14)可知跨膜傳質系數(shù)會降低。

圖12 溶液質量分數(shù)對熱效率和跨膜傳質系數(shù)的影響Fig.12 Effect of feed mass fraction on thermal efficiency and transmembrane mass transfer coefficient

餾出液電導率和截留率隨質量分數(shù)的變化如圖13所示。由圖13可知，餾出液電導率隨溶液質量分數(shù)的增大而增大，但各質量分數(shù)下餾出液的電導率均小于107 μs/cm，截留率均接近100%，由此可知，中空纖維膜具有很高且穩(wěn)定的截留效果，能有效保證再生過程中溶質的零損失。

圖13 餾出液電導率和截留率隨溶液質量分數(shù)的變化Fig.13 Variation of distillate conductivity and rejection rate with feed mass fraction

4 結論

本文采用PTFE中空纖維膜對LiCl除濕溶液進行了VMD再生研究，建立了中空纖維膜內的傳熱傳質模型，運用控制變量法通過實驗和模擬分別研究了溶液溫度處于60～80 ℃，真空度處于86～94 kPa，溶液流速處于0.2～1.0 m/s，溶液質量分數(shù)處于20%～40%時，膜通量、熱效率、跨膜傳質系數(shù)、截留率的變化規(guī)律，得到如下結論：

1)模擬得到的膜通量值與實驗得到的膜通量值吻合較好，最大偏差在±10%以內，驗證了理論模型的可靠性。

2)單因素實驗結果表明，膜通量隨溶液溫度和真空度的升高而增加，隨溶液流速的升高而增加但增速逐漸減小，而隨質量分數(shù)的升高急劇下降；熱效率隨溫度和真空度的升高而增加并最終趨于恒定，隨流速和質量分數(shù)的升高而降低；跨膜傳質系數(shù)的實驗值隨溫度和真空度的升高而增大，隨流速的升高而增大并最終趨于恒定，隨質量分數(shù)的升高而急劇下降。

3)真空膜蒸餾表現(xiàn)出很好的再生性能。在實驗研究范圍內，膜通量最高可達7.18 kg/(m2·h)(溶液溫度80 ℃，真空度93 kPa，流速1.0 m/s，質量分數(shù)20%)，即使在40%的高質量分數(shù)下，膜通量仍可達到1 kg/(m2·h)，熱效率普遍高于80%，最高可達94.76% (溶液溫度80 ℃，真空度93 kPa,流速0.2 m/s，質量分數(shù)20%)，溶液流速為0.6 m/s時，各性能參數(shù)均可達到較高水平。

4)PTFE中空纖維膜在物質的分離提純方面具有較高的優(yōu)越性，在實驗范圍內溶質的截留率均接近100%，確保了再生過程中溶質的零損失。