结晶是精制各种固体化合物产品的重要方法之一。膜结晶因多孔膜材料对结晶过程存在明显的诱导作用而能较好地调控溶质分子在膜面的非均相结晶成核与晶体生长。然而在持续化膜结晶的过程中,发现晶体在膜面沉积时易发生膜孔阻塞,使得膜性能下降甚至失效。因此在膜结晶过程中有效分离膜面晶粒,维持系统可持续操作是膜结晶过程的发展方向。针对膜面晶体产品堵塞膜孔的问题,本文提出采用膜面旋转的膜结晶分离新方法,通过膜面旋转使附着膜面的晶体颗粒在曳力和离心力的共同作用下在膜面滑移;探索了旋转膜结晶系统中膜面晶体的成核、生长和分离规律,开发了一种能够有效分离膜面晶粒的新型旋转膜蒸馏结晶技术。首先,利用计算流体力学的方法,模拟了高浓盐水膜蒸馏浓缩过程,重点考察了操作条件对膜面晶体成核的影响,进而研究了使晶体在膜面成核的操作条件。通过模拟获得了膜表面的浓度与温度场,进一步得到过饱和度分布,并运用结晶成核动力学理论,比较了膜面与料液主体的成核功大小,证实了晶粒在膜面比在流道中更易于结晶成核;另外,结合流道内流体热力学与动力学分析,发现了提高进料流率能促进膜组件料液浓缩率的增加,提出了以临界雷诺数Re*为指标的膜面结晶判定条件,即当且仅当膜组件料液侧进料雷诺数低于该阈值时,膜面才可能结晶;进而通过模拟结果的数据回归分析,确定了不同进料温度下的Re*半经验关系,由此说明了可通过改变操作参数调控晶体在膜面的成核过程。其次,本文搭建了膜蒸馏结晶实验系统,通过实验测定了不同进料浓度下的膜面晶粒生长速率,探究了膜面晶体的生长动力学。结果表明:进料浓度越高,膜面晶粒的生长速率越快;结合计算流体力学模拟得到的料液过饱和度分布的结果,获得了膜面过饱和度与晶粒生长速率的定量关系。最后,针对晶体沉积造成膜孔阻塞的问题,本文提出了膜面可旋转的旋转膜蒸馏结晶方法。通过对旋转膜面上的晶粒进行受力分析,获得了晶体在膜面的运动判据。通过计算流体力学模拟,进一步探究了不同膜面旋转速度下膜面晶体的生长速率、运动状态以及粒度分布变化。结果表明:膜面的旋转使得原本仅在轴向流的作用下无法脱离膜面的部分晶粒能够在膜面滑移并离开膜面,造成晶粒从旋转膜面分离的主要原因是附着在膜面的晶粒与流体相对运动所产生的曳力;在旋转体系流场中,随着转速的升高,膜面过饱和度逐渐降低,晶粒的生长速率随之下降;而提高膜面的转速,晶体产品的粒度分布更加集中。本文的研究成果为膜蒸馏结晶过程的膜诱导结晶成核与生长动力学研究提供了理论支持,为解决膜结晶过程及高浓盐水的持续脱盐操作中的膜面结晶堵塞膜孔问题,提供了新的技术方案。