[發明專利]卷式膜蒸餾設備及采用其的膜蒸餾系統

在審

• 申請號: 201711498717.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108067100A
• 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: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D63/12;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

一種卷式膜蒸餾設備及采用其的膜蒸餾系統。該卷式膜蒸餾設備由疏水膜M和冷凝膜C成卷狀耦合而成，且設置有加熱通道、原水通道和蒸發通道，以及原水進水口、濃水出水口、加熱通道進口、冷凝水出口和蒸發通道出口；其中疏水膜M，為疏水材料制成的微孔平板膜，用于為原水提供蒸發表面；加熱通道，由冷凝膜C包圍形成，且分別與原水通道和蒸發通道相鄰，用于從加熱通道進口輸入熱源來對原水加熱；原水通道，位于冷凝膜C和疏水膜M之間；蒸發通道，以兩片疏水膜包圍而成。通過本發明能夠解決目前卷式膜蒸餾熱損耗高的問題，并可以有效控制膜蒸餾設備膜潤濕、濃度極化和溫度極化的問題。

技術領域

本發明涉及廢水處理、物料分離與濃縮、資源回收技術領域，特別是涉及一種卷式膜蒸餾設備及采用其的膜蒸餾系統。

背景技術

在近年來，國家對企業污水排放和節能減排越來越重視，也對污水排放標準做了嚴格的規定。越來越多的企業也開始對自己的工藝進行節能減排改進，并且對要排放的污水進行一級處理。因此各種水處理和節能減排技術受到了高度關注，成為了研究熱點，其中膜蒸餾技術就是一項被高度關注的先進技術。與反滲透和傳統蒸發器相比，膜蒸餾最顯著的特點就是可以在低壓低溫下穩定運行，可以利用低品熱和余熱進行加熱，脫鹽率高，膜污染趨勢低。膜蒸餾是傳熱和傳質同時發生的蒸發過程，濃差極化和溫差極化現象也會同時發生，從而影響膜蒸餾的通量和截留率。目前市場上的膜蒸餾設備主要有平板式、卷式和中空纖維式，其中只有板式由于容易實現多效所以可以做到小型工程化應用，而卷式和中空纖維式由于熱損失高而被限制。并且，目前的卷式膜蒸餾設備雖然提高了單位體積的膜面積，但膜蒸餾工藝仍然是真空膜蒸餾、氣掃膜蒸餾為主，在實現多效過程中由于管程長和復雜熱損耗比較高，造成運行成本較高。現有技術中也公開了幾種卷式膜蒸餾設計方案，但在實際工程化過程中，降低熱損耗的效果還沒有體現。目前的膜蒸餾設備在應用中，膜潤濕、濃差極化和溫差極化仍然是影響其廣泛應用和工程化的關鍵因素。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提出一種卷式膜蒸餾設備及采用其的膜蒸餾系統，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提出了一種卷式膜蒸餾設備，所述卷式膜蒸餾設備由疏水膜M和冷凝膜C成卷狀耦合而成，且所述卷式膜蒸餾設備上設置有加熱通道、原水通道和蒸發通道，并設置有原水進水口、濃水出水口、加熱通道進口、冷凝水出口和蒸發通道出口；其中：

疏水膜M，為疏水材料制成的微孔平板膜，用于為原水提供蒸發表面；

冷凝膜C，用于使加熱通道中流過的熱源冷凝；

加熱通道，由所述冷凝膜C包圍形成，且分別與所述原水通道和蒸發通道相鄰，用于從加熱通道進口輸入熱源來對所述原水通道中待處理的原水進行加熱，并將由此冷凝的熱源從冷凝水出口排出；

原水通道，位于所述冷凝膜C和疏水膜M之間，用于從原水進水口輸入原水，并將加熱蒸發后濃縮的原水從濃水出水口排出；

蒸發通道，以所述兩片疏水膜包圍而成，用于接收所述原水受熱蒸發產生的蒸汽并將其從蒸發通道出口排出。

作為本發明的另一個方面，還提出了一種膜蒸餾系統，其特征在于，包括：

如上所述的卷式膜蒸餾設備；

冷凝水收集罐，所述冷凝水收集罐安裝于所述卷式膜蒸餾組件外，與所述卷式膜蒸餾設備內的加熱通道和最后一級蒸發通道相連通，并與真空系統相連；

真空系統，用于降低所述卷式膜蒸餾設備中蒸發通道的壓力以增加疏水膜M兩側的壓差，也用來引導蒸發蒸汽的走向和把冷凝水抽到冷凝水收集罐，從而每一效卷式膜蒸餾設備產生的蒸發蒸汽在所述真空系統的引導下進入下一效卷式膜蒸餾設備對原水加熱。

基于上述技術方案可知，本發明的卷式膜蒸餾設備具有如下有益效果：