[發明專利]一種熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置及方法

無效

• 申請號: 200810053905.X
• 申請日: 2008-07-21
• 公開（公告）號: CN101632901A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 董為毅;王宏濤
• 申請（專利權）人: 天津海之凰科技有限公司
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D63/02;F28D7/00;F28D9/00
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1、一種熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，該組件裝置是由單組或多組膜蒸餾組件單元組成的，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元是由單組或多組間隔排列、相互串聯的框式膜組件和框式換熱組件組成的，熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置中的多組膜蒸餾組件單元是以并聯、串聯或串并聯的形式排列的。

2、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征是：膜蒸餾組件單元內的框式膜組件包括框式組件槽體以及在槽體內均勻排列的疏水性多孔中空纖維膜，中空纖維膜的兩端分別被固定密封在槽體的兩端，組件槽體的兩端分別與一個有流體進出口的端蓋相連接。

3、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征是：膜蒸餾組件單元內的框式換熱組件包括框式組件槽體以及在槽體內均勻排列的換熱管，換熱管的兩端分別被固定密封在槽體的兩端，組件槽體的兩端分別與一個有液體進出口的端蓋相連接；所述的換熱管包括金屬換熱管、塑料換熱管和其它材質的換熱管以及各種材質具有薄壁小外徑的中空纖維換熱管；所述的框式換熱組件還包括經過改進的板式換熱器；所述的框式換熱組件具有與框式膜組件相同或相近的內部長寬尺寸。

4、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元內間隔排列相互串聯的第一級膜組件的一個端蓋與其相鄰第一級換熱組件同側的端蓋相連通，第一級換熱組件另一端的端蓋同與其相鄰第二級膜組件同側的端蓋相連通，第二級膜組件另一端的端蓋同與其相鄰第二級換熱組件同側的端蓋相連通，如此間隔排列的膜組件與換熱組件的端部相互連通。

5、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元內的框式膜組件和框式換熱組件的內部寬度為0.02～4米，長度為0.02～5米，深度為0.01～4米。

6、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元還包括另外一個與間隔排列的末級框式換熱組件相連的換熱組件。

7、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元的兩端各有一個封蓋，其中與最后一個換熱組件相連的封蓋上有一個流體進出口。

8、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元的下側設有一個或多個排液管。

9、按照權利要求1的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置，其特征在于所述的膜蒸餾組件單元的結構可為一體式結構，以疏水性多孔中空纖維膜組成的膜蒸餾單元和以換熱管組成的換熱單元按照權利要求1所述的膜蒸餾組件單元內框式膜組件和框式換熱組件的排列方式分別平行裝填在同一個組件槽體內，中空纖維膜和換熱管的兩端分別被固定密封在槽體的兩端，每一個膜蒸餾單元和換熱單元的兩端都分別與一個有液體進出口的端蓋相連接；第一級膜蒸餾單元的一個端蓋與其相鄰第一級換熱單元同側的端蓋相連通，第一級換熱單元另一端的端蓋同與其相鄰第二級膜蒸餾單元同側的端蓋相連通，第二級膜蒸餾單元另一端的端蓋同與其相鄰第二級換熱單元同側的端蓋相連通，如此間隔排列的膜蒸餾單元與換熱單元的端部相互連通形成串聯結構；所述的一體式膜蒸餾組件單元還包括另外一個與間隔排列的末級換熱單元相連的換熱單元或換熱組件；所述的一體式膜蒸餾組件單元的兩端各有一個封蓋，其中與最后一個換熱單元或換熱組件相連的封蓋上有一個流體進出口；所述的一體式膜蒸餾組件單元的下側設有一個或多個排液管。

10、一種使用如權利要求1所述的熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置的方法，其特征在于包括如下步驟：

在減壓膜蒸餾操作過程中，料液通過中空纖維膜和換熱管的內腔，而真空負壓施加于中空纖維膜和換熱管的外側；

經過預處理并被加熱至預設溫度的物料液進入第一級膜組件或膜蒸餾單元后沿中空纖維膜內腔從其一端流向另一端，可揮發組份在物料液-膜的界面上蒸發，蒸氣通過膜孔擴散到達中空纖維膜的外側；

在真空負壓的作用下第一級膜組件或膜蒸餾單元所產生的蒸氣流入與之相鄰的第一級換熱組件或換熱單元換熱管的外側與從膜組件或膜蒸餾單元流出流經換熱管內腔的低溫料液進行部分熱交換，料液溫度得以提升，部分蒸氣被冷凝為液體；

經過第一級換熱組件或換熱單元加熱的料液流入第二級膜組件或膜蒸餾單元中空纖維膜的內腔繼續蒸發，產生的蒸氣在真空負壓的作用下進入第二級換熱組件或換熱單元同從第二級膜組件或膜蒸餾單元流出的低溫料液進行熱交換，蒸氣被冷凝，低溫料液被進一步加熱；與第一級膜組件或膜蒸餾單元和換熱組件或換熱單元不同的是在第一級換熱組件或換熱單元內未被冷凝的蒸氣同時進入第二級膜組件或膜蒸餾單元和換熱組件或換熱單元得以進一步冷凝和釋放蒸發潛熱給料液；

基于相同原理，經過多級的蒸發和熱回收工藝過程后，料液內的可揮發組分在相當程度上被分離出去，同時料液被濃縮至一定濃度；若料液需要被進一步蒸餾，則從間隔排列的末級換熱組件或換熱單元內流出的低溫料液被補充熱量進一步加熱至預設溫度后重新進入膜蒸餾組件裝置進行循環蒸發直至達到預期效果；

從間隔排列的末級換熱組件或換熱單元內抽出的未被完全冷凝的蒸氣通過與之相連的另外的換熱器或換熱單元同低溫補充料液或其他冷卻介質進行熱交換，最終使全部或大部分蒸氣冷凝為液體；冷凝液通過設置于膜蒸餾組件單元下部的排液管排出膜蒸餾組件系統；

根據規模要求，可通過增加膜蒸餾組件單元的數量、膜蒸餾組件單元內串聯排列的膜組件或膜蒸餾單元和換熱組件或換熱單元的數量以提高設備的料液處理量和規模。