[实用新型]低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置

说明书

本实用新型提供了一种低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置，涉及海水淡化技术领域。所述海水淡化装置包括膜蒸馏装置、低粘气体循环回路、海水循环回路和淡水循环回路；所述膜蒸馏装置包括：热海水流道、淡水流道和疏水透气膜；所述海水循环回路包括：海水加热器、海水存储罐、浓盐水存储罐、海水循环泵、第一换热器和第二换热器；所述淡水循环回路包括：淡水循环泵、淡水存储罐和真空泵；所述低粘气体循环回路包括：气体压缩机、低粘气体存储罐、气体风机。本实用新型不仅考虑了鼓泡过程中低粘气体对热海水湍流的持续扰动，同时在宏观压差的作用下也增强了低粘气体对蒸气跨膜输运的带动能力。

技术领域

本实用新型涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置。

背景技术

目前，全球许多国家都迫切需要纯净、干净的饮用水，水资源短缺已成为受全球变暖进一步影响的一个重大环境问题。随着世界人口的迅速增长，海水淡化越来越被认为是必要和可行的。为了进一步的节约能源，提高产水的水质，膜蒸馏海水淡化技术越来越被人们重视。

压缩空气鼓泡是膜蒸馏海水淡化传质过程强化的一种手段，例如在专利CN101874984A和CN200810052864.2中，原水侧由于压缩空气的加入使得原水在膜组件中的流动湍动性更强，从而降低边界层的浓差极化和温差极化，起到强化传质过程的作用。

但是，目前膜蒸馏海水淡化装置的水蒸气跨膜渗透速率仍然不高，海水淡化的效率有待提高。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置，解决了膜蒸馏海水淡化装置的水蒸气跨膜渗透速率有待提升的问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置，所述海水淡化装置包括：膜蒸馏装置、低粘气体循环回路、海水循环回路和淡水循环回路；

所述膜蒸馏装置包括：热海水流道、淡水流道和疏水透气膜；所述热海水流道与淡水流道并排交替设置，相邻的热海水流道与淡水流道之间通过疏水透气膜隔开；

所述海水循环回路包括：海水加热器、海水存储罐、浓盐水存储罐、海水循环泵、第一换热器和第二换热器；

所述淡水循环回路包括：淡水循环泵、淡水存储罐和真空泵；

所述低粘气体循环回路包括：气体压缩机、低粘气体存储罐、气体风机；

所述低粘气体循环回路内充满低粘气体，所述低粘气体为动力粘度较低的不可凝性气体。

优选的，所述的淡水存储罐内填充有气体和淡水，处于封闭状态，真空泵抽取淡水存储罐内部空气后在淡水循环回路形成一定的真空度。

优选的，所述海水加热器后设置有流量控制阀。

优选的，所述热海水流道的低粘气体入口处设置有气体喷嘴。

优选的，所述气体喷嘴并排设置，其并列间距范围为20mm-60mm，喷嘴直径范围为2mm-8mm。

优选的，所述疏水透气膜的类型取决于膜蒸馏装置的直接接触形式，包括：疏水透气平板膜、疏水透气中空纤维膜、疏水透气管式膜。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种低粘气体鼓泡真空强化直接接触式膜蒸馏海水淡化装置。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本实用新型中，所述海水淡化装置通过将低粘气体鼓泡与真空强化有效的结合在一起，大幅提升了水蒸气的跨膜渗透速率；通过真空泵的作用，渗透侧形成低压状态，此时的传质驱动力以膜两侧的蒸气压差和宏观压差共同主导；