降膜流动由于结构简单、动力消耗小且在低流量、小温差的情况下具有高传热传质系数等独特优势在工业领域得到广泛应用。本课题研究目的在于探究二组分溶液降膜蒸发过程中的传质分离效果,通过改进降膜支撑媒介的结构以及改变溶液表面张力等方法强化气液两相的传质过程,并对其应用前景进行了展望。本文设计了降膜蒸发装置对下降液膜进行研究,利用电加热板对光滑平板和翅片板上的下降液膜加热,观察液膜的流动形态,发现光滑平板上受热液膜流动面积明显减小且出现径向收缩;而翅片板上液膜由于得到再分布,其湍流程度增大,内外界面更新速度加快,受热后流动面积变化很小且在径向收缩不明显,这种壁面结构为降膜蒸发传质的强化提供了很好的依据。为了考察液膜在不同流动状态及受热状态下的降膜蒸发传质效果,本文通过控制变量法对乙醇-水溶液在不同流量、不同加热功率以及不同结构降膜流动板上的降膜蒸发过程进行了实验。对比不同流量及不同加热功率下塔顶乙醇出料的质量分数,发现随着流量的增大及加热功率的降低,塔顶乙醇质量分数增大。同时,对比不同结构降膜流动板上二组分溶液的分离效果,发现粗糙平板对乙醇-水溶液的分离程度高于光滑平板,而流经翅片板的塔顶乙醇质量分数高于粗糙板,由此证实了通过改进降膜支撑媒介的结构来优化降膜流动形态、增大液膜湍动程度来强化降膜蒸发传质的可行性。为了考察液膜表面张力对降膜蒸发效果的影响,本文通过测量加入一定量表面活性剂的溶液在不同温度下的表面张力,以及该溶液在翅片板上塔顶乙醇出料的质量分数,得出加入表面活性剂有利于降膜传热传质的结论。表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力,在一定程度上抑制了表面波的形成,增加了有效传质面积,因此明显提高了降膜蒸发的效果。基于此,本文就强化降膜蒸发传质过程提出以下建议:优化降膜支撑媒介的结构,加入适当表面活性剂降低液膜表面张力,对降膜流动的流量和加热量进行优化。