基于质子膜的尿残液膜蒸馏影响因素研究

摘要

针对尿残液强酸强腐蚀性、物质含量高的特点，开发以质子膜为介质的间接加热气扫式膜蒸馏技术，完成尿残液的水分回收，以进一步提高空间站环控生保系统水资源闭合度.对比研究了7种质子膜材料的气相和液相两种接触模式下的蒸馏速率，获得质子膜材料的主动吸水、水分传输和尿残液耐受能力等特性.建立了尿残液液相接触模式下的传质传热理论模型，考察了质子膜厚度、尿残液物质浓度、进气流量、进气湿度和进气温度等5个主要变量对蒸馏速率的影响规律，其中进气湿度对蒸馏速率有着相对较大的影响.理论计算所得蒸馏速率与实测值之间的相对标准偏差为5.8%,验证了模型的有效性.研究结果为尿残液水分回收技术的开发和应用提供了理论和实验依据.

关键词

质子膜 / 传热传质 / 环控生保 / 尿处理