[实用新型]全曲面式热电制冷空气隙膜蒸馏组件

说明书

本实用新型提供一种全曲面式热电制冷空气隙膜蒸馏组件，包括由亲水膜形成的蒸馏腔，所述蒸馏腔顶部连通具有入口的混合腔，蒸馏腔底部连通回收出口，蒸馏腔外圈具有冷却器，冷却器与蒸馏腔之间具有空气隙，冷却器外部安装有若干热电制冷器，空气隙底部具有纯水收集孔。本实用新型能够解决传统膜蒸馏系统结构复杂、耗电量大等问题，同时为热电制冷器与空气隙膜蒸馏过程耦合的运行工况研究提供借鉴。

技术领域

本实用新型主要设计苦咸水淡化相关技术领域，具体是一种全曲面式热电制冷空气隙膜蒸馏组件。

背景技术

目前，苦咸水淡化的主要方法有：电渗析法(离子交换法)、多级蒸馏法、蒸发法和反渗透法等。电渗析法处理浓度高的苦咸水耗能大，对水中有机物和细菌几乎没有去除作用，因此电渗析比较适合低盐苦咸水的淡化。反渗透法需要严格的预处理过程，水的浊度过高时，较多悬浮物质就会淤积在膜表面，造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降，甚至使膜组件报废，此外，定期的膜清洗和膜更换也是该法应用成本较高的原因。通过以上可以看出，成熟苦咸水淡化技术设备投资大，体积大，设备结构复杂，能耗都比较高，不利于小型化。

膜蒸馏技术是解决苦咸水淡化的有效途径，是一种各国正在研究的、相对新的分离过程。它利用疏水膜两侧低的温差(通常为30～50℃)造成的汽化压差以及扩散原理，使热侧蒸气向冷测流动，达到使溶液浓缩、提纯的目的。

热电制冷是利用热电材料的热电效应进行制冷，与机械式制冷相比，热电制冷无需制冷剂且无机械运动部件，具有清洁、噪声小、制冷迅速、易于调节、易于小型化的优点。因此，提出以热电制冷代替机械制冷用于膜蒸馏过程，能够充分发挥热电制冷制冷迅速、体积小、调节简便的优势。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种全曲面式热电制冷空气隙膜蒸馏组件，能够解决传统膜蒸馏系统结构复杂、耗电量大等问题，同时为热电制冷器与空气隙膜蒸馏过程耦合的运行工况研究提供借鉴。

本实用新型的技术方案如下：

全曲面式热电制冷空气隙膜蒸馏组件，包括由亲水膜形成的蒸馏腔，所述蒸馏腔顶部连通具有入口的混合腔，蒸馏腔底部连通回收出口，蒸馏腔外圈具有冷却器，冷却器与蒸馏腔之间具有空气隙，冷却器外部安装有若干热电制冷器，空气隙底部具有纯水收集孔。

所述冷却器内部中空，在其内部具有导热油。

在所述混合腔入口一侧具有鼓气孔，该鼓气孔用于使混合腔内与大气产生压差。

所述蒸馏腔内设置若干个用于平衡内外压差的通气管。

所述通气管为三个，三个通气管底部在蒸馏腔内形成高度差，三个通气管沿周向方向均匀布置。

所述通气管底部呈锥形结构。

所述热电制冷器的冷端紧贴冷却器外侧壁，热电制冷器的热端连接散热器，散热器周向外表面具有多个散热翅板。

所述热电制冷器在冷却器周向均匀布置，在冷却器轴向方向分多层布置。

所述热电制冷器通过电线连接蓄电池，所述蓄电池通过电线连接太阳能发电板。

所述冷却器被夹持在上固定板和下固定板之间，所述混合腔置于上固定板上方，下固定板下方具有锥形的回收器，回收出口设置在回收器底部。

本实用新型的有益效果：

1、引入了热电制冷代替传统的机械制冷，传统膜蒸馏过程所需冷量一般由机械式制冷提供，致使膜蒸馏系统结构复杂，耗电量大，热电制冷是利用热电材料的热电效应进行制冷，与机械式制冷相比，将热电制冷应用于蒸馏膜中，无需制冷剂且无机械运动部件，具有清洁、噪声小、制冷迅速、易于调节、易于小型化的优点。