[发明专利]一种板式膜蒸馏水处理装置及太阳能板式膜蒸馏淡化系统

说明书

一种板式膜蒸馏水处理装置及太阳能板式膜蒸馏淡化系统，从下至上依次包括相连在一起的第一进料端板、第一疏水微孔膜、第一膜支持网、真空冷却板、第二疏水微孔膜、第二膜支持网以及第二进料端板；真空冷却板内部设置有冷却水流道，真空冷却板底端设置有与冷却水通道相连通的冷却水流入孔，顶端设置有与冷却水通道相连通的冷却水流出孔；真空冷却板底端开设有与第一方形真空通道相连通的第一抽气孔，真空冷却板底端开设有与第二方形真空通道相连通的第二抽气孔。本发明以进料作为冷却液同时被预热，把蒸汽的冷凝潜热回收利用，提高了系统的能量利用率；通过设置膜支持网，膜蒸馏过程中膜不易损坏，增加了装置的耐久性和稳定性。

技术领域

本发明具体涉及一种板式膜蒸馏水处理装置及太阳能板式膜蒸馏淡化系统，属于膜分离技术领域、海水淡化和节能环保领域。

背景技术

淡水是人类社会赖以生存的基本物质之一。但是由于地理环境和人口因素等，世界上许多国家和地区都出现不同程度的淡水短缺危机。目前，将海水等盐水淡化是解决淡水问题的重要方法之一。现有的海水淡化技术主要包括多级闪蒸技术和反渗透技术。多级闪蒸技术需要消耗高品位能源来获取淡水，具有成本较大的缺点。反渗透技术虽然不需要消耗大量能源，但对设备要求较高，系统较为复杂，初期投资成本较大。而膜蒸馏技术作为新兴的膜分离技术，与上述传统方法比较有较为显著的优势。

膜蒸馏以微孔疏水膜为介质，膜一侧与热料液直接接触，另一侧与冷却液直接或间接接触，跨膜温差导致的蒸汽压差推动热料液中挥发性组分以蒸汽形式透过膜孔，在组件内部的冷侧或外部的冷凝器中冷凝，从而实现分离的目的。膜蒸馏技术只需利用低品位热源或余热就可以产生淡水，同时具有脱盐率高、成本低的特点，应用前景广阔。

现有的膜蒸馏水处理装置主要是中空纤维式膜蒸馏装置、板式膜蒸馏装置和卷式膜蒸馏装置。中空纤维式膜蒸馏装置的膜丝数多，膜面积大，产水量较多，但是通量较少，总体产水效率较低。板式膜蒸馏设备具有高产水通量、高产水效率的特点，但由于膜面积较小，造成单位成本偏高。卷式膜又平板膜和格网绕柱状冷凝管卷制而成，膜面积比板式大，产水效率较高，但结构复杂，制作成本较高，且膜面易形变损坏。

近几年来，我国有关将板式膜蒸馏水处理装置的专利不断被公开和授权：

专利公布号CN106731852A的中国专利申请公布了一种板式真空膜蒸馏蒸发器及应用，通过将蒸发器联合组装形成高效紧凑的海水淡化系统，具有热利用效率高的特点。但缺点是装置复杂，制造成本过高，应用前景不强。

专利授权号CN204051448U的中国专利公布了一种高效平板膜蒸馏装置，通多交替设置冷夜室、相变室、热液室，达到高效利用热能的特点。缺点是装置结构复杂，整个过程热液温度不断降低，产水能力不高，无法商业化推广。

专利公布号CN107352624A的中国专利申请公布了一种高通量双平板减压膜蒸馏实验装置，通过在进液腔体板框上等距离设置3个斜进液孔和使用真空泵进行减压，使进料能量损失较小且膜组件产水量较大。缺点是膜没有支撑结构，且装置不紧凑，整体产水量有限。

发明内容

为了解决现有平板膜蒸馏技术中存在的装置复杂、成本高，整体产水效率和产水能力较低的缺陷，本发明的目的在于提出一种板式膜蒸馏水处理装置及太阳能板式膜蒸馏淡化系统，该装置结构简单而紧凑，盐水处理量大，具有产水通量高，产水能力强的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种板式膜蒸馏水处理装置，从下至上依次包括相连在一起的第一进料端板、第一疏水微孔膜、第一膜支持网、真空冷却板、第二疏水微孔膜、第二膜支持网以及第二进料端板；其中，第一进料端板与第二进料端板结构相同，第一疏水微孔膜与第二疏水微孔膜结构相同，第一膜支持网与第二膜支持网结构相同；