国产膜装备新进展:白马湖实验室双极膜电渗析装置通过72小时连续稳定运行测试
白马湖实验室能源化工环保团队自主研发的全国产化双极膜电渗析装置顺利通过72小时连续稳定运行测试,成功产出浓度10%的硫酸溶液与8%的氢氧化钠溶液,酸碱纯度均达99%以上,吨盐能耗低至1217千瓦时/吨,综合性能达到国内领先水平。
白马湖实验室能源化工环保团队自主研发的全国产化双极膜电渗析装置,顺利通过72小时连续稳定运行测试。装置成功产出浓度为10%的硫酸溶液与8%的氢氧化钠溶液,酸碱溶液纯度均达到99%以上,吨盐能耗低至1217千瓦时/吨,综合性能达到国内领先水平。
化工生产过程中往往会产生大量含盐废水,直接排放将破坏水土环境、威胁生态安全。双极膜电渗析装置依靠特殊的功能薄膜,通电后把含盐废水进行“拆分”,经一系列处理后产出符合工业使用的酸碱,重新回收利用了原本要废弃的盐类资源,是工业废水资源化和绿色化工制造的关键装备。
研发阶段,设备核心内部构件的结构和材质均属行业内各家企业的技术机密,市场上没有现成产品可采购,团队只能从零起步攻关。膜堆是由数十张甚至上百张特种功能膜、隔板堆叠组装起来的核心部件,相当于设备的“心脏”;膜堆内部供各类溶液流动的流道好比城市“路网”,规划不合理就会出现水流分布不均、局部结晶堵死、压降过高发热,进而诱发密封失效、液体串流、隔板挤压变形甚至烧膜等风险。
团队在多年技术积累基础上,经过2年研发,取得两项关键突破:
- 独创异形流道配水板,确保多介质流体均匀分布,克服循环压降大的难题,避免介质间串流、结晶盐堵塞、膜片过热烧毁等风险,降低流体循环能耗;
- 设计筛选悬挂式特种橡胶隔板,有效防范密封材料形变导致的密封失效,大幅提高国产双极膜电渗析的安全可靠性。
团队还同步设计搭建了专业化的双极膜电渗析性能测试平台,建立完善的材料性能评价标准体系,迭代研发适配多种复杂工况的国产化双极膜堆工程设计模型,完成两款不同结构双极膜堆的整体装配。
装置通过72小时满负荷连续稳定运行测试,标志着白马湖实验室已完整掌握双极膜电渗析膜堆的自主研制能力,实现从膜堆关键核心部件到整套装备组装工艺、全工艺系统设计的自主可控,跻身具备双极膜膜堆高端制造能力的科研机构行列。下阶段,科研团队将持续优化装备性能,加快推进设备商业化应用。
