[实用新型]多级式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组件装置及膜蒸馏装置。

背景技术

膜蒸馏技术，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多级式高效热量回收减压膜蒸馏(ME-VMD)装置及方法，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，组件单元是由多个串联的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，中间部分换热组件和膜组件间隔排列，后端部分为一个换热组件。

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，组件槽体的端部与侧盖相连；膜组件一端封闭或两端连通。

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，组件槽体的两端各有一个侧盖；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。

所述的组件单元内串联排列的第一级膜组件的一端与其间隔排列的第一级换热组件的同侧端相连通；另一侧，第二级膜组件同第一级换热组件和第二级换热组件的同侧端相连通；相反侧，第三级膜组件同第二级换热组件和第三级换热组件同侧端相连通；以此类推。最后一级换热组件的剩余端和最后一级膜组件同侧端相连通，并外接真空系统。

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和后端各有一个流体分布器和封盖，每一个封盖上设有流体进出口。

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，与组件单元前后封盖相连接的液体循环系统，与液体循环系统相结合的热补充装置，与组件单元最后一级膜组件和换热组件相连接的减压设备，与减压系统相结合的热回收装置，系统控制及检测装置、储液装置、过滤装置等。

按图2所示膜蒸馏装置，液体循环系统包括循环泵、管路系统、储液槽等以及流量、温度、压力、浓度监测仪表和控制阀等；加热装置可以是各种锅炉、液-液和汽/气-液换热器、太阳能或电能加热装置等能够将物料液加热至50-100℃，可利用各种形式的热源；组件单元之外的换热装置可以为各种形式的换热器用以冷凝来自组件单元的未凝蒸气和回收其冷凝潜热以及浓排水的部分热量；减压设备是用于保持相应于循环料液膜和换热管另一侧的负压，多种形式的真空泵可用于本脱盐系统；系统控制及检测主要包括流速、温度、压力、浓度、通量等的控制与测试；过滤装置可为多种形式的过滤器以移除料液内的悬浮物、凝胶、固体颗粒；储液装置主要用于收集冷凝液和储放料液等。

由此可知，本发明的减压膜蒸馏组件单元及其膜蒸馏装置具有热回收率高、节能、设备集成化程度高、操作成本低等优点。

附图说明

图1是多级式减压膜蒸馏组件单元装置示意图：1.1、膜组件，1.2、换热组件，1.3、液体进口，1.4、液体出口，1.5、真空管路，1.6、真空接口，1.7、侧盖，1.8、流体分布器和封盖。

图2是膜蒸馏装置示意图：1、组件单元装置，2、料液循环泵，3、加热装置，4、液体管路，5、真空管路，6.1、6.2、换热器，7、补充料液入口，8、冷却水入口，9、冷凝液储罐，10、真空装置，11、循环料液槽。

具体实施方式