[实用新型]一种强化冷凝的新型气隙式膜蒸馏结构

说明书

本实用新型涉及换热技术领域，提出一种强化冷凝的新型气隙式膜蒸馏结构，包括：高温料液通道，由第一隔板(1)和蒸馏膜(3)隔成；换热区，由蒸馏膜(3)和冷却板(9)隔成；低温料液通道，由冷却板(9)和第二隔板(10)隔成；导热结构，所述导热结构位于所述换热区，导热结构和所述蒸馏膜(3)之间留有气隙，导热结构与蒸馏膜(3)之间充满水。本实用新型结合直接接触式膜蒸馏和气隙式膜蒸馏的优点，使得在不影响膜蒸馏效率的前提下，利用高温料液的热量加热低温料液，进而实现热量的有效回收利用。

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，更具体地，涉及一种强化冷凝的新型气隙式膜蒸馏结构。

背景技术

膜蒸馏是膜分离与蒸发过程相结合的一种新型膜分离技术，利用疏水性微孔膜两侧的蒸气饱和压力差作为推动力，进料液在膜表面汽化，蒸汽透过微孔膜并冷凝，来实现溶质和溶剂的分离过程。在膜蒸馏过程中既有常规蒸馏中的蒸汽传质冷凝过程，又有分离物质扩散透过膜的膜分离过程。它避免了蒸馏法易结垢、怕腐蚀和反渗透法需要高压操作的缺点。理论和实践证明膜蒸馏技术具有下列优点：(1)理论上膜蒸馏可以达到100％脱盐率。对大分子化合物、胶体、盐类等非挥发性物质的选择性为0,因此膜蒸馏的产品为高纯度水。膜蒸馏对水的选择性高于反渗透脱盐过程，甚至高于多级闪蒸。(2)盐浓度对膜蒸馏效率的影响远低于对反渗透和蒸馏法效率的影响，膜蒸馏过程中水的汽化过程需要大量的低品位热量

目前常见的膜蒸馏方式共有四种，即气隙式膜蒸馏，直接接触式膜蒸馏，真空式膜蒸馏和气扫式膜蒸馏。直接接触膜蒸馏是膜的一侧直接接触热料液，另一侧直接接触冷流体。传质过程为：①水从被处理液体主体扩散到与疏水膜表面相接触的边界层；②水在边界层与疏水膜的界面气化；③气化的蒸汽扩散通过疏水性膜孔；④蒸汽在疏水膜的透过侧直接与冷流体接触而被冷凝。气隙式膜蒸馏的传质过程的前三步与直接接触膜蒸馏相同，从第四步开始，透过侧的蒸汽不直接与冷液体接触，保持一定的气隙，透过蒸汽扩散穿过空气隔离层后在冷凝板上进行冷凝。

直接接触式膜蒸馏最为简单，但透过蒸馏膜的蒸汽直接与渗透侧冷却液混合，无法利用其冷凝释放的汽化潜热。气隙式膜蒸馏能够实现潜热的利用，但其气隙构成了传质过程的主要阻力，使得跨膜温差远小于膜两侧流体主体温差。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型提出一种新型蒸馏膜微结构，包括：高温料液通道，由第一隔板和蒸馏膜隔成；换热区，由蒸馏膜和冷却板隔成；低温料液通道，由冷却板和第二隔板隔成；导热结构，所述导热结构位于所述换热区，导热结构和离所述蒸馏膜之间留有气隙，导热结构与蒸馏膜之间充满水。

可选地，所述强化冷凝的新型气隙式膜蒸馏结构还包括：加热器，所述加热器连接在高温料液通道内和低温料液通道之间，其中，低温料液通道内的低温料液通过加热器加热后再流入高温料液通道。

可选地，有水层流过导热结构。

可选地，所述导热结构为冷却翅片，冷却翅片一侧接触冷却板。

可选地，所述冷却翅片为微结构，内部有微细管用于供冷却液流过。

可选地，所述冷却翅片为螺旋结构。

可选地，所述冷却翅片上设置有凸起。

本实用新型的有益效果为：结合直接接触式膜蒸馏和气隙式膜蒸馏的优点，使得在不影响膜蒸馏效率的前提下，利用高温料液的热量加热低温料液，进而实现热量的有效回收利用。导热结构的设计使得高温料液中的热量高效的传递至低温料液中，使得换热效率更高，加热器能耗更小，膜蒸馏的效率和造水比更高。

附图说明

为了更容易理解本实用新型，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本实用新型。这些附图只描绘了本实用新型的典型实施方式，不应认为对本实用新型保护范围的限制。

图1为本实用新型的蒸馏膜结构的一个实施方式的主视图。