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亲水性无定型TiO2/SiO2薄膜及其强化传热性能研究

2012-04-09齐春华冯厚军吕庆春

化学工业与工程 2012年4期

徐 克,齐春华,冯厚军,吕庆春

(1.国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津,300192;2.国家海水利用工程技术研究中心,天津,300192)

低温多效蒸馏(Low-Temperature Multi-Effect Distillation,LT-MED)海水淡化技术具有操作温度低、预处理简单、热效率高和可利用电厂低品位余热降低造水成本等优点,是当前商业化的主流海水淡化技术之一[1]。水平管降膜蒸发器作为低温多效淡化设备关键部件,其传热性能直接决定了海水淡化设备的造水效率。国内外学者开展了大量的研究工作,考察喷淋密度、热流密度、蒸发温度、表面材料及其几何形状等因素的影响,探讨提高降膜蒸发传热效率的方法。其中采用异型管和传热管表面修饰被认为是强化降膜蒸发传热性能的2种重要方法[2]。

20世纪60年代,Ponter等就发现,表面润湿性好的管子可通过提高喷淋密度而提升传热管的降膜蒸发传热系数[3]。Kim等在涂料中加入表面活性剂,改善管外涂层的亲水性能,表现出较好的强化传热性能,但存在表面活性剂易溶出的稳定性问题[4]。Kim等采用等离子体辅助化学气相沉积技术在光滑管、螺旋管、波纹管和翅片管表面制备高稳定性的亲水性聚合物层,也表现出较好的强化传热性能[5]。Jeong等采用相同方法在传热管表面制备了无定型TiO2薄膜,在无光照情况下,经过简单的干湿交替处理就表现出稳定的强亲水性能[6]。这种无定型涂层在强化传热方面有较高的应用价值,但由于制备技术限制,使其难以处理大面积试件,无法应用于低温多效海水淡化装备。……

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