[發明專利]中空纖維平板耦合膜蒸餾設備及采用其的膜蒸餾系統

在審

• 申請號: 201711498616.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108067103A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 史志偉;高永鋼;楊興娟;李心儀
• 申請（專利權）人: 北京中科瑞升資源環境技術有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D61/36;C02F1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 喻穎

1.一種中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述中空纖維平板耦合膜蒸餾設備由兩片冷凝膜C夾一疏水膜件M耦合而成，其上設置有原水進水口、濃水出水口、加熱通道入口、冷凝水出水口和蒸發通道出口，其中：

疏水膜件M為將中空纖維疏水膜封裝在一框架里形成的簾式膜件；

兩片冷凝膜C均為平板無孔膜，用于使加熱通道中的熱源冷凝；所述兩片冷凝膜C固定在所述疏水膜件M的兩側，與所述疏水膜件M形成一CMC結構；

在所述CMC結構上形成有原水通道、加熱通道和蒸發通道，其中：

原水通道，由所述兩片冷凝膜C和疏水膜件M之間的空隙形成，其連接原水進水口和濃水出水口，從原水進水口輸入原水，從濃水出水口排出蒸發濃縮后的濃水；

加熱通道，位于所述CMC結構表面，與另一個相疊的CMC結構以網狀隔板相隔而拼合形成，用于給所述原水通道提供熱源，其連接加熱通道入口和冷凝水出水口，從加熱通道入口輸入熱源，并從冷凝水出水口排出經過熱交換后冷凝的熱源；

蒸發通道，以所述疏水膜件M中的中空纖維疏水膜的管程作為蒸發通道，用于將原水在熱源加熱下產生的蒸汽從蒸發通道出口導出。

2.根據權利要求1所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述中空纖維疏水膜為有支撐體或無支撐體的中空纖維膜；

作為優選，所述中空纖維疏水膜上的中空纖維的外徑為0.8～3毫米，內徑為0.5～2.8毫米，孔徑為0.05～3微米；

作為優選，所述中空纖維疏水膜的材質為PTFE、PVDF、PP、PE、有機/有機或有機/無機合金材料；

作為優選，所述框架的材質為塑料，優選為PTFE、PVDF、PP、PE、有機/有機或有機/無機合金材料；

作為優選，所述兩片冷凝膜C的厚度均為50～500微米；

作為優選，所述兩片冷凝膜C的材質為PTFE、PVDF、PP、PE、有機/有機或有機/無機合金材料。

3.根據權利要求1所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述疏水膜件M是通過把中空纖維疏水膜封裝在一塑料框架里形成的；

其中，所述中空纖維疏水膜的封裝端長度為1-10厘米，一端封閉，另一端開放，或者兩端均開放；

作為優選，所述中空纖維疏水膜的有效長度為30-150厘米；

作為優選，所述疏水膜件M的厚度為0.5-3厘米。

4.根據權利要求1所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述網狀隔板為編織或非編織；

作為優選，所述網狀隔板的材質為PTFE、PVDF、PP、PE、有機/有機或有機/無機合金材料；

作為優選，所述網狀隔板的網孔尺寸為0.2～10毫米。

5.根據權利要求1所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述中空纖維平板耦合膜蒸餾設備包含多個疊加的CMC結構，所述疊加的CMC結構之間由網狀隔板相隔，形成中空纖維平板耦合單效膜蒸餾組件；

作為優選，所述CMC結構的疊加數由所需膜面積而定。

6.根據權利要求5所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，多個所述中空纖維平板耦合單效膜蒸餾組件疊加并串聯形成中空纖維平板耦合多效膜蒸餾設備；

其中，上一效的蒸發通道和下一效的加熱通道相連通；上一效的原水通道和下一效的原水通道相連通；冷凝水出水口經由一冷凝水收集罐與真空系統相連。

7.根據權利要求6所述的中空纖維平板耦合膜蒸餾設備，其特征在于，所述多效膜蒸餾設備的操作溫度為40～100℃，工作時，第一效加熱采用70～150℃的熱源，優選采用低品蒸汽，或空壓機、冷凍機設備運行產生的余熱，或煙氣廢熱、冷卻水工藝廢熱，或通過與太陽能設備耦合加熱。