[实用新型]一种减压膜蒸馏组件单元装置及其膜蒸馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离装置，具体涉及减压膜蒸馏装置。

背景技术

膜蒸馏(Membrane Distillation以下简称MD)技术，兼具了蒸馏法和膜法的优点，是一种在脱盐、浓缩、结晶、分离、水处理等领域具有广泛应用前景的技术。

由于相变的原因MD被认为是一种热耗较高的技术，在具备废热或廉价热源的条件下具有成本优势。为提高MD热利用效率，本发明研制出了一种具备高效热量回收功能的减压膜蒸馏(VMD)装置，能够显著提高VMD过程中的热利用效率和膜通量效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够显著提高热利用率和膜通量效率的减压膜蒸馏(VMD)装置。

本发明的技术方案包括组件单元及其膜蒸馏装置系统两个部分。

如图1所示，组件单元是由框式中空纤维膜组件(简称膜组件)和框式换热组件(简称换热组件)组成的，组件单元的前端部分包括两个串联的膜组件，后端部分包括两个串联的换热组件，中间部分换热组件和膜组件间隔排列、相互串联。

所述的组件单元内换热组件的两端开放，膜组件的一端封闭另一端开放；串联排列的第一级膜组件的开放端与第一级换热组件的同侧通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，第二级膜组件的开放端同第二级换热组件的同侧通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，以此类推。所有换热组件另一端的尾帽彼此之间相互连通，并通过最后一级换热组件在膜组件开放一侧的尾帽与组件单元外部的真空系统相连接。

所述的组件单元内换热组件和膜组件之间真空管路的连接方式不仅限于图1所示结构，可为多种结构形式，其中之一(如图2所示)可描述为：除第一级和第二级膜组件一端封闭另一端开放外，所有其它膜组件和换热组件的两端均开放，第一级膜组件的开放端与第一级换热组件的同侧通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，第二级膜组件的开放端同第二级换热组件的同侧通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，在相同侧，第三级膜组件同第三级换热组件通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，第四级膜组件同第四级换热组件通过与其尾帽相连的气液分离器相连通，依次类推；而第一级换热组件的另一端和第三级膜组件通过与其同侧尾帽相连的气液分离器相互连通，第二级换热组件的另一端和第四级膜组件通过与其同侧尾帽相连的气液分离器相互连通，第三级换热组件的另一端和第五级膜组件通过与其同侧尾帽相连的气液分离器相互连通，依次类推。按此连接方法，图1所示减压膜蒸馏组件单元装置中串联排列的最后一级换热组件可用一段管道代之。最后，与末级换热组件相连接的气液分离器的出口和与末级膜组件相连接的气液分离器的出口合并后与组件单元外部的真空系统相连接。

所述的组件单元的结构可为一体式结构，以疏水性多孔中空纤维膜组成的膜单元和以换热管组成的换热单元按照图1或图2所示的串联方式分别平行装填在同一个组件槽体内并进行密封和连接，构成一个一体式结构的组件单元。

所述的组件单元的前端部和后端部各有一个封盖和多孔分流板，每一个封盖上设有流体进出口。

所述的膜组件包括框式组件槽体以及在槽体内均匀排列的疏水性多孔中空纤维膜，中空纤维膜的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的端部与尾帽相连。

所述的换热组件包括框式组件槽体以及在槽体内均匀排列的换热管，换热管的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端各有一个尾帽；所述的框式换热组件还包括具有框式结构的其它形式的换热器；所述的框式换热组件具有与框式中空纤维膜组件相同或相近的内部长宽尺寸。

所述的框式中空纤维膜组件和框式换热组件的内部宽度为0.02～4米，长度为0.02～5米，深度为0.01～4米。

一种利用上述组件单元的膜蒸馏装置，包括一个或多个以并联、串联或串并联形式排列的组件单元，与组件单元液体进出口相连接的液体循环系统，与液体循环系统相结合的加热装置，与组件单元真空接口相连接的减压设备，与减压系统相结合的热回收装置，系统控制及检测装置、过滤装置等。