[實(shí)用新型]雙潛膜蒸餾組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520543265.6
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN204933269U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙金龍;張強(qiáng);白靜娜;楊庚;王洪聲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中環(huán)膜材料科技有限公司;博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D63/00;C02F1/44;C02F1/04
• 代理公司: 北京市維詩律師事務(wù)所 11393
• 代理人: 楊安進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水處理領(lǐng)域的膜蒸餾組件，特別是涉及一種雙潛膜蒸餾組件。

背景技術(shù)

膜分離法、蒸餾法等物理方法可以有效除鹽，但是膜分離法膜成本昂貴，對預(yù)處理要求高，且存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和二次污染的問題；利用蒸餾法可以回收高鹽污水中的無機(jī)鹽，但設(shè)備投資巨大，運(yùn)行成本較高。膜蒸餾(MembraneDistillation,MD)是一種采用疏水微孔膜以膜兩側(cè)蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動力的膜分離過程，是傳統(tǒng)蒸餾工藝與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種液體分離技術(shù)。在膜蒸餾過程中，疏水微孔膜并不直接參與分離作用，其唯一的作用就是作為兩相間的屏障，選擇性完全由汽-液平衡決定。膜蒸餾的傳質(zhì)過程一般包含以下三個步驟：熱流體側(cè)汽-液界面處蒸發(fā)；蒸汽分子通過疏水膜微孔傳遞；蒸汽在低溫側(cè)冷凝(或被帶走)。同其他的分離過程相比，膜蒸餾具有截留率高、操作溫度比傳統(tǒng)的蒸餾低、操作壓力低、能處理高濃度廢水等優(yōu)點(diǎn)；然而膜蒸餾的能耗高依然是阻礙其發(fā)展的主要因素，目前對于多效、高效的膜蒸餾工藝方法和系統(tǒng)設(shè)計有很多，相同點(diǎn)是都對膜蒸餾產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行回收利用，將冷凝釋放的熱量用來加熱原料液，再利用熱的原料液自身的溫降進(jìn)行膜蒸餾的蒸發(fā)。這個利用蒸汽冷凝加熱原料液的過程可能是在膜組器內(nèi)部進(jìn)行，也可能在膜組器外部進(jìn)行。

申請?zhí)枮?00810053905.x一種熱回收式減壓膜蒸餾組件裝置及方法的專利申請公開了由多組間隔排列、相互串聯(lián)的框式膜蒸餾組件單元和框式熱交換組件組成。熱料液在膜蒸餾組件單元內(nèi)蒸發(fā)出的蒸汽在熱交換組件上冷凝，而達(dá)到提高效率的目的。

申請?zhí)枮?00910170615.8熱回收膜蒸餾裝置和系統(tǒng)的專利申請公開了組件中填充可透氣的膜蒸餾疏水膜和不透氣的熱交換膜，運(yùn)行時疏水膜運(yùn)行熱料液，熱交換膜運(yùn)行冷料液，熱料液膜蒸餾的蒸汽會在冷料液的實(shí)壁熱交換膜上冷凝，而達(dá)到提高效率的目的。實(shí)壁熱交換膜，高分子材料制備的無孔致密中空纖維絲。水和蒸汽都無法通過，可以進(jìn)行熱交換但傳熱損失大，傳熱速率慢，傳熱效果差。

申請?zhí)枮?01210072721.4多效膜蒸餾裝置與方法的專利申請公開了本發(fā)明提供一種多效膜蒸餾裝置與方法。蒸餾裝置包括主蒸發(fā)區(qū)、多效蒸發(fā)區(qū)；其中：主蒸發(fā)區(qū)設(shè)置循環(huán)槽以及主蒸發(fā)區(qū)膜蒸餾組件，循環(huán)槽出口連接主蒸發(fā)區(qū)膜蒸餾組件管程入口，主蒸發(fā)區(qū)膜蒸餾組件的管程出口連接循環(huán)槽入口；多效蒸發(fā)區(qū)中設(shè)置至少一級換熱蒸餾裝置，每一級換熱蒸餾裝置包括膜蒸餾組件和換熱器，上述每一級膜蒸餾組件與換熱器順次管程串聯(lián)，各級膜蒸餾組件之間殼程并聯(lián)。本發(fā)明提出多效膜蒸餾方法，將膜蒸餾過程中的水蒸汽冷凝與原水加熱過程耦合，回收膜蒸餾過程中水蒸氣的相變熱。

框式組件無法做到蒸發(fā)與冷凝的結(jié)合，并且根據(jù)蒸發(fā)原理蒸汽的溫度與真空度有關(guān)并低于蒸發(fā)液，專利申請200810053905.x中公開的的系統(tǒng)工藝的效率也是極其低下。

柱式疏水膜和熱交換膜混合裝填，專利申請200910170615.8中公開的的運(yùn)行方式也沒有做到蒸發(fā)與冷凝的結(jié)合。如果熱交換絲內(nèi)通蒸汽，腔體通熱料液，疏水膜內(nèi)部抽蒸汽，理論上是勉強(qiáng)可以做到蒸發(fā)與冷凝的結(jié)合的，但是蒸汽在較長、較纖細(xì)的膜絲內(nèi)的壓降會更大，并且高分子的熱損失會更大，這種結(jié)構(gòu)熱交換絲數(shù)量比例要非常大才能提供足夠的熱交換和均勻的熱環(huán)境，而熱交換絲比例過大會導(dǎo)致有效膜面積減少，以上情況都會導(dǎo)致整體效率低下。

專利申請201210072721.4公開的將膜蒸餾過程中的水蒸汽冷凝與原水加熱過程耦合，膜蒸餾蒸發(fā)過程的熱量需求仍然是依靠熱料液自身的溫度降低提供，膜效率非常低。系統(tǒng)的能量回收在“效數(shù)”無限的情況下，即投資成本無限大的情況下，相對于蒸發(fā)的能耗僅能降低50％。

綜上所述，目前膜蒸餾的研究非常多，大多采用對膜蒸餾產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行回收利用，將二次蒸汽冷凝釋放的熱量用來加熱原料液，再利用熱的原料液自身的溫降進(jìn)行膜蒸餾的蒸發(fā)過程，然而由于組件的放大效應(yīng)，這種熱量回收利用的方法在放大后的熱效率極其低下，消耗能量高，限制了膜蒸餾的工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種雙潛膜蒸餾組件，使其提高能效，降低能量消耗，可適用于工業(yè)化應(yīng)用。