[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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技術領域

本發明涉及一種分離裝置，具體講涉及節能減壓膜蒸餾(VMD)組件裝置及方法。

背景技術

膜蒸餾(Membrane?Distillation以下簡稱MD)技術，兼具了蒸餾法和膜法的優點，是一種在脫鹽、濃縮、結晶、分離、水處理等領域具有廣泛應用前景的技術。

由于相變的原因MD被認為是一種熱耗較高的技術，只有在具備廢熱或廉價熱源的條件下具有成本優勢。本發明研制出了能夠同時進行高效熱量回收的VMD組件裝置及方法，能夠低成本地顯著提高VMD過程中的熱利用率顯著降低運行成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠顯著提高熱利用率的高效減壓膜蒸餾(VMD)組件裝置及方法。

本發明是通過下述技術方案加以實現的，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，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。

如圖1所示，膜蒸餾組件單元是由框式中空纖維膜組件和框式換熱組件組成的，膜蒸餾組件單元內框式中空纖維膜組件和框式換熱組件間隔排列、相互串聯。在膜蒸餾組件單元內框式中空纖維膜組件和框式換熱組件可以是單組串聯，也可以是多組串聯。

所述的膜蒸餾組件單元內串聯排列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，如此膜組件與換熱組件的端部相互連通形成串聯連接。

所述的膜蒸餾組件單元還包括一個與間隔排列的末級換熱組件相連接的換熱組件。

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。

所述的膜蒸餾組件單元的下側設有一個或多個排液管。

所述的膜蒸餾組件單元在使用時可為臥式、立式或斜式。

所述的框式中空纖維膜組件(如圖2所示)包括框式組件槽體(外殼)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。

所述的框式換熱組件(如圖3所示)包括框式組件槽體(外殼)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中空纖維膜組件相同或相近的內部長寬尺寸。

所述的框式中空纖維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。

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圖1所示的串聯方式分別平行裝填在同一個槽體內，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，還包括一個與間隔排列的末級換熱單元相連接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。

一種能夠顯著提高熱利用率的高效減壓膜蒸餾方法，其特征在于包括以下過程：

A物料液預處理

物料液須經過恰當的預處理除去其中的固體顆粒、懸浮物、凝膠等可能對中空纖維膜造成污染的成份。

B熱物料液的減壓膜蒸餾及熱量回收

在使用本發明的膜蒸餾組件單元進行減壓膜蒸餾時，料液通過中空纖維膜和換熱管的內腔，真空負壓施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(40至100℃)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。