尿残液气扫式膜蒸馏机理与实验

作者：张良长; 柳录湘; 张非凡; 艾为党; 胡伟; 吴志强^*

来源：膜科学与技术, 2022, 42(04): 112-121.

DOI：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2022.04.014

• 环控生保
• 水循环
• 尿处理
• 传热传质

尿残液是空间站环境控制与生命保障(环控生保)系统中尿液水分回收过程的副产物，具有高盐含量、强酸强氧化性的特点，进一步处理处置难度大.本文立足现有空间站水循环技术状态，充分考虑轻量化、高可靠的工程约束，提出采用间接加热气扫式膜蒸馏技术途径完成残液中的水分回收，同时完成减量化处理.建立该膜蒸馏形式的传热传质模型，分别考察了吹扫气体状态(温度、湿度、流量),膜材料性质(厚度、孔径、孔隙率),以及残液物质浓度等7个主要变量对蒸馏速率的影响规律，其中的孔隙率和进气湿度对蒸馏速率有相对更大的影响.针对尿残液的理化性质，筛选出13种耐受性疏水膜材料，开展膜蒸馏实验，实验所得趋势与理论预测一致，实验值与理论值的平均相对偏差为6.6%,验证了模型的有效性.研究为残液水分回收膜材料选择和技术开发提供了理论和实验基础.

• 单位
  湘潭大学; 中国航天员科研训练中心