[实用新型]一种能量回收式膜蒸馏组件

说明书

一种能量回收式膜蒸馏组件包括带法兰的管式壳体以及上、下法兰盖板。壳体内规则分布着中空纤维膜、中空纤维管以及丝网，中空纤维膜与中空纤维管通过一层丝网交错排布，即一圈丝网、一圈中空纤维膜、一圈中空纤维管、一圈丝网，依此循环。该能量回收式膜组件制作过程简单、密封效果好，热效率高、同时适用于气隙和水隙膜蒸馏，具有推广的意义。

技术领域

本实用新型属于膜分离装置技术领域，尤其涉及一种能量回收式膜蒸馏组件。

背景技术

膜蒸馏(membrane distillation, MD)是膜分离技术与蒸馏过程相结合的分离过程，在膜两侧蒸汽压差的推动下，热侧流体中易挥发组分蒸发气化，穿过疏水膜的微孔，在膜的另一侧冷凝，从而实现溶液分离、浓缩或提纯的目的。现有的膜蒸馏组件，热侧膜丝与冷侧膜丝接触随意，忽略了能量回收问题，热能回收不充分，运行过程中能耗较大，膜蒸馏市场推广受阻。

发明内容

为了解决现有技术存在的难题，本实用新型提供一种能量回收式膜蒸馏组件，该膜蒸馏组件同时适用于气隙式膜蒸馏和水隙式膜蒸馏，提高膜蒸馏过程的能量回收效率。

一种能量回收式膜蒸馏组件，包括上、下法兰盖板以及带有法兰的管式壳体。法兰盖板设置有中空纤维膜通道的料液进口和中空纤维管通道的料液出口，法兰盖板内的两个进出通道通过一块第二分隔板隔开形成对称θ腔，构成单独的料液进出口。上、下法兰盖板与壳体法兰之间分别通过四个螺丝紧固在一起，中间放置有密封的θ硅胶垫片，在壳体的下端设置馏出液出口，壳内是密封固定的中空纤维膜与中空纤维管形成的纤维束，其特征在于，一层第一丝网、一层中空纤维膜、一层第二丝网、一层中空纤维管交错放置后卷起，形成圆柱状的纤维束并固定，壳体的上、下分别设有方向一致的一块第一分隔板形成对称的θ双腔结构，壳体中间段为单腔，纤维束在壳体的上、下θ双腔分开分别用环氧树脂固定形成中空纤维膜通道的料液进出口和中空纤维管通道的料液进出口。壳体中段单腔填充有中空纤维与中空纤维管相间排布的纤维束，中空纤维膜与中空纤维管之间设置有丝网。

上述结构的能量回收式膜蒸馏组件，其特征在于：壳体上的法兰与法兰盖板尺寸一致，壳体上、下段形成的θ双腔结构对应于法兰盖板形成的θ双腔结构，两者之间放置对应尺寸θ硅胶垫片通过四个对称的螺丝固定起来，形成隔开的进出料通道。上述壳体和盖板所用法兰均为特制法兰，没有圆台，与壳体之间塑封，法兰上端与壳体圆管持平。用来隔开中空纤维膜和中空纤维管的第一丝网和第二丝网的尺寸根据壳体的直径和单腔长度而定，丝网的长度小于或者等于壳体单腔长度。所采用的中空纤维膜为聚丙烯、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯高聚物疏水性膜，膜的内径为0.1-2mm，孔径为0.1-0.5μm。中空纤维管的内径为0.1-2mm，材料为聚丙烯等高分子塑料。中空纤维膜和中空纤维管之间的网为塑料网或者铜网。

本实用新型的优点在于，该能量回收式膜蒸馏组件制作过程简单、密封效果好、热效率高，易于工业化，且可同时适用于气隙膜蒸馏和水隙膜蒸馏。中空纤维膜和中空纤维管之间的丝网限制了中空纤维膜与中空纤维管的直接接触，避免了能量损失。同时可以通过调节丝网厚度，设置间隙的大小。

附图说明

图1是本实用新型膜蒸馏组件的外观结构示意图；

图2是图1中壳体的中段（单腔）的截面示意图；

图3是图1中壳体的的俯视示意图；

图4是图1中法兰盖板的俯视示意图。

图中：1、壳体；2、馏出液出口；3、法兰盖板；4、中空纤维膜通道的料液进口；5、中空纤维管通道的料液出口；6、中空纤维膜通道的料液出口；7、中空纤维管通道的料液进口；8、螺丝；9、螺帽；10、法兰盖板上的盖板；11、中空纤维管；12、中空纤维膜；13、第一分隔板；14、法兰上的螺丝孔；15、法兰盖板内的圆柱壳体；16、第二分隔板；17、第一丝网；18、第二丝网。

具体实施方式