[实用新型]一种卷筒式空气直接冷却膜蒸馏装置

说明书

本实用新型公开了一种卷筒式空气直接冷却膜蒸馏装置，属于膜蒸馏领域。该装置包括卷筒、料液箱、浓缩液箱和淡水箱。所述卷筒包括卷制带、淡水管和封闭盖，卷制带由料液支撑层、疏水膜、气隙支撑层、冷凝板及翅片绕淡水管叠加卷制而成。热料液流入料液支撑层后，蒸发产生的水蒸气通过疏水膜在冷凝板上冷凝产生淡水，淡水由气隙支撑层汇集到淡水管最后流入淡水箱，回收淡水。热料液流出即得到浓缩的热料液。本实用新型的膜蒸馏装置结构紧凑；加入翅片增强换热，可以实现空气冷却，进一步简化了整个装置的配套组件和提高了装置效率；通过换热器可以利用空气的温升来预热料液，实现热量的回收。

技术领域

本实用新型属于膜蒸馏领域，特别涉及到一种卷筒结构气隙式空气直接冷却膜蒸馏装置。

背景技术

我国经济的高速增长以及工业的蓬勃发展，带来了很多环境污染问题，水污染尤为严重。因此工业高盐废水、生活污水、垃圾渗滤液的处理，以及海水淡化等问题得到了广泛的研究。其中膜蒸馏由于其设备简单，能处理高浓度废水，对非挥发性成分有100％理论去除率同时得以浓缩废水，能充分利用低品位能源(如太阳能、工业余热等)的特点得到了重视。但膜蒸馏装置更多停留在实验室阶段；单独的膜不易保存运输；系统的、大型的成套装置少；部分装置带有真空泵等设备，设计复杂，密封要求高，适用范围狭窄；以上问题都使膜蒸馏装置缺少工业利用的方便性。因此本实用新型提出来了卷筒式膜蒸馏装置，使结构紧凑，并加入翅片增强换热，可以实现空气冷却，进一步简化了整个系统的外设组件。通过换热器可以利用空气的温升来预热料液，实现热量的回收。整个系统更方便于工业利用。

实用新型内容

针对以上膜蒸馏现状及存在的不足，本实用新型提出一种设备简单、结构紧凑、过程可控、适用范围广的卷筒式膜蒸馏装置。

本实用新型的技术方案为：

一种卷筒式空气直接冷却膜蒸馏装置，该装置包括卷筒、料液箱14、浓缩箱16和淡水箱17。

其中，所述卷筒包括卷制带、淡水管和封闭盖；卷制带为料液支撑层1、疏水膜2、气隙支撑层3、冷凝板4和翅片5叠加后绕淡水管卷制而成；其中，与淡水管直接接触的一层为除料液支撑层1之外的其余层。

所述料液支撑层1为网格状多层结构，既能使料液沿卷制带轴向传递，又能使料液沿卷制方向传递，用于输运热料液并增加扰流；所述疏水膜2与冷凝板4在卷制带两侧使用耐热的有机胶进行粘接，即侧密封条6，使气隙支撑层3夹在疏水膜2与冷凝板4之间实现对产水的密封；气隙支撑层3为网格状多层结构，既能使水蒸气沿径向传递，又能使淡水沿卷制方向传递，充当气隙和产水输运。由于冷凝放热和导热使冷凝板4温度上升，因此冷凝板4外侧添加翅片5，以增强冷凝板4和空气间的对流换热来降低温度，从而增大传质驱动力；所述冷凝板4沿卷制带轴向方向通过隔热材料延长，以将热料液通道和翅片5所在的冷空气通道的进出口隔开。

所述的淡水管设有连通孔7，连通孔7与气隙支撑层3连通，用于运输淡水，同时卷制带中心处对除气隙支撑层3以外的其余层采用轴向密封条8进行轴向的密封，以防止卷制带其他层对淡水流道造成影响。

所述卷制带卷制完成后可以将热料液通道在长筒两端进行再次密封，一端仅保留最外侧卷制带的料液支撑层1作为进料口，另一端仅保留最里面的卷制带中的料液支撑层1作为出口。卷制带卷制完成后也可以不进行再次密封，热料液在卷制带中的驻留时间会减少但会保持更高的温度，且避免密封的技术难度。

所述卷筒两端均安装封闭盖，一端封闭盖在下方对应料液支撑层1的位置设有热料液进口11，另一端封闭盖上方对应料液支撑层1的位置设有浓缩液出口10。所述封闭盖内侧设有螺旋槽9，螺旋槽9和延长的冷凝板4耦合在一起，并通过粘结剂实现对卷筒两端耦合部分进行密封。