[发明专利]一种简便的膜蒸馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜蒸馏装置，涉及一种用纳米纤维管状膜作为膜蒸馏组件的膜蒸馏装置，属于膜科学和膜材料应用及膜蒸馏领域。 

技术背景

膜蒸馏装置在工业上、环保领域、日常生活中具有广泛的应用，设计高效简便的装置在日常生活中的水处理方面更具有实用意义。为此有不少专利报道，其中专利号为200510008668.1中描述了一种膜蒸馏装置，该装置应用了空气间隙膜蒸馏原理，包括：海水容器，容器的底面为疏水性膜，与容器的周边密封连接，疏水性膜的下方相隔一定的空气间隙并设置一冷却板，其上方有淡水出口。该装置采用平板膜，单位体积中的膜面积有限，膜蒸馏效率低。 

发明的内容 

本发明针对上述装置的缺点，提出一种疏水纳米纤维管状膜组件为蒸馏膜的装置。疏水纳米纤维管状膜的制备方法在“一种用于膜蒸馏的管状膜制备方法”中已有描述。该装置由疏水管状膜组件、水处理容器-保温圆桶1、冷凝水夹套5、贮水灌10和真空泵组成。疏水管状膜组件由疏水纳米纤维管状膜15组成，纳米纤维膜是由疏水的聚偏氟乙烯制成。每根纳米纤维管状膜长300-1000mm，按顶视图2方法排列，开口端固定在图1中圆盘2上，连接处采取密封。纳米纤维管状膜另一端是密封的，固定在六边形的盘上，以保持每根管的相对位置。每根管与其他管的相对距离是相等的。每根管开口端与装置顶端的顶盖3相通，3与2之间用密封圈相连，可任意拆卸。用一根通气管4与3相通，在4上有一冷凝水夹套5，冷却水从进出口6循环。固定在圆盘2上的纳 米纤维管状膜组件放入保温圆桶内，密封端插入水中。圆盘2与保温圆桶1之间用密封圈连接，可任意拆卸。保温圆桶装有一定高度的待处理水，但留有一定空间。保温圆桶底部有一控温加热装置，根据需要设定温度。沿保温圆筒内壁均匀分布六根毛细管7，顶端与桶外空气相通，下端直插保温圆筒底部。真空泵为循环真空水泵，与抽气口8相连。当循环真空水泵抽气时，水蒸气透过疏水管状膜经过顶盖3达到4。水蒸气从4冷凝下来流到贮水灌10，得到的纯净水可以从放水阀12放出。 

由于管状膜只有一部分在水中，毛细管7将在水中鼓泡。抽气的作用不仅使膜的两侧产生压差提高膜通量，同时鼓泡可促进水分子挥发，提高膜蒸馏效率。 

附图说明

图1膜蒸馏装置示意图，1表示保温圆桶，2是固定管状膜圆盘，3是顶盖，4表示通气管，5表示冷凝水夹套，6是冷凝水进出口，7是毛细管，8是抽气口，9是控制阀，10是贮水灌，11是放气阀，12是放水阀，13是控温加热装置，14是保温圆桶底座。 

图2纳米纤维管状膜分布图，15表示疏水纳米纤维管状膜。 

具体实施方式

待处理水，可以是海水、苦咸水、工业废水等，经过预处理去除机械杂质。将预处理后的水放入保温圆桶1中，为了留有一定的空间，液面高度宜在桶深1/3-2/3范围。将管状膜组放入保温圆桶内，保温圆桶1支撑圆盘2，并密封。盖上顶盖，并密封。关闭控制阀9、11、12。调节温控加热，使保温圆桶内水温恒定在设定值。冷凝水夹套放入冷凝水，开启循环真空水泵。水蒸气透过纳米纤维膜，经过管4到达冷凝水夹套位置冷凝成水，进入贮水灌10。贮水灌10中 的水是处理后的水，是纯净水。当需要从贮水灌10中取水时，关上控制阀9，打开放气阀。当保温圆桶1内的压力与大气压相同后，水从放水阀12放出。 

实例 

以直径Φ10mm有效膜长300mm的管状膜制成如图2形的膜组件，将其组装成如图1的膜蒸馏装置。管状膜有61根，膜的总面积为0.575m²。将每升含35克食盐的水溶液倒入保温圆桶1中，液面高度为桶深的2/3。保温圆桶容积12.5升，约盛水溶液8升。把装置安装完后，接通冷凝水夹套5的冷凝水，开启循环真空水泵，控温加热50℃。10分钟后，得到纯净水3.4升。 

工业实用性 

该简便纳米纤维管状膜蒸馏装置，许多领域有广泛的应用。比如海水淡化和苦咸水处理，用该装置可以解决缺少淡水的沿海、干旱地区、海岛等地区的居民用淡水问题。如果我们的海船在远洋航行时，根据人员多少设计一个纳米纤维管状膜蒸馏装置，不需为带淡水而发愁。不仅节约船舱容量，而且减轻了船体重量增加了航速。