[发明专利]膜蒸馏装置及具有该膜蒸馏装置的膜蒸馏系统

说明书

本发明提供了一种膜蒸馏装置及具有该膜蒸馏装置的膜蒸馏系统。其中，该膜蒸馏装置包括壳体、设置于壳体内的热液仓、冷液输入仓、冷液输出仓、冷凝管、内膜和调压机构；其中，冷液输入仓与冷液输出仓通过冷凝管相连通，并且，冷凝管穿设于热液仓；内膜穿设于热液仓且套接于冷凝管的外部，内膜与冷凝管之间的间隙形成产水通道；调压机构与产水通道相连通，用于调节产水通道内的压力。本发明通过调节产水通道内的压力，使得产水通道与热液仓之间形成较大的压力差，促使热液仓内的蒸汽更好地透过内膜进入产水通道内冷凝，增大了内膜的膜通量，提高了膜蒸馏装置的效率，确保了膜蒸馏装置的稳定运行。

技术领域

本发明涉及膜蒸馏技术领域，具体而言，涉及一种膜蒸馏装置及具有该膜蒸馏装置的膜蒸馏系统。

背景技术

膜蒸馏(MD)是膜技术与蒸发过程相结合的膜分离过程，是新型膜分离技术中的一种，可以在常温下进行操作，具有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小等优点。

现有的气隙式膜蒸馏装置包括冷液输入仓、冷液输出仓、热液仓、产水仓、冷凝管和内膜管。其中，热液仓和产水仓均设置于冷液输入仓与冷液输出仓之间，并且热液仓设置冷液输入仓与产水仓之间。冷凝管穿设于热液仓和产水仓，并且，冷凝管的第一端与冷液输入仓相连通，冷凝管的第二端与冷液输出仓相连通。内膜穿设于热液仓，内膜的第一端连接于冷液输入仓的外壁，内膜的第二端连接于热液仓与产水仓相邻的外壁，并且内膜套接于冷凝管的外部，内膜与所述冷凝管之间具有预设距离，内膜与所述冷凝管之间的间隙形成产水通道。产水通道与产水仓相连通。

现有的气隙式膜蒸馏装置工作原理：冷液通入冷液输入仓内，经冷凝管输出至冷液输出仓，由冷液输出仓将冷液排出。热液仓内靠近内膜处的液体气化形成蒸汽，在内膜两侧蒸汽压力差的推动下蒸汽穿过内膜进入产水通道内，冷凝管对产水通道内的蒸汽进行冷却，使得蒸汽冷凝为水，掉落至产水仓内，由产水仓进行排出，而热液仓内的液体被内膜阻挡，使得液体无法透过内膜，实现了气相与液相分离的目的。

一般而言，膜蒸馏过程中膜通量的大小是衡量膜蒸馏过程好坏的重要指标。在膜蒸馏的运行过程中，如气隙式膜蒸馏装置中，由于热液仓内液体的蒸汽透过内膜，而液体被内膜截留，导致内膜表面处的浓度高于热液仓内液体主体的浓度，出现浓度极化的现象，并且，内膜表面处的温度低于热液仓内液体主体的温度，出现温度极化的现象，再由于热液仓内的液体中含有杂质，以及内膜表面凝胶层的形成，这些因素都易导致内膜受到污染，造成膜通量减小，降低了膜蒸馏的效率，影响了膜蒸馏的运行。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种膜蒸馏装置，旨在解决现有技术中膜蒸馏装置中的内膜由于受到浓差极化、温差极化及污染导致的膜通量减小的问题。本发明还提出了一种具有该膜蒸馏装置的膜蒸馏系统。

一个方面，本发明提出了一种膜蒸馏装置，该膜蒸馏装置包括：壳体设置于壳体内的热液仓、冷液输入仓、冷液输出仓、冷凝管、内膜和调压机构；其中，冷液输入仓与冷液输出仓通过冷凝管相连通，并且，冷凝管穿设于热液仓；内膜穿设于热液仓且套接于冷凝管的外部，内膜与冷凝管之间的间隙形成产水通道；调压机构与产水通道相连通，用于调节产水通道内的压力。

进一步地，上述膜蒸馏装置中，调压机构包括调压仓；其中，调压仓与产水通道相连通；壳体对应于调压仓的位置开设有用于与调压装置相连接的调压仓连接口。

进一步地，上述膜蒸馏装置中，热液仓置于冷液输入仓与冷液输出仓之间，并且调压仓设置于冷液输入仓与热液仓之间。

进一步地，上述膜蒸馏装置中，内膜靠近调压仓的一端与调压仓的底壁相连接。

进一步地，上述膜蒸馏装置中，调压机构包括连接管；其中，连接管的一端与产水通道相连通，另一端置于壳体外。