[發明專利]一種真空式膜蒸餾系統

在審

• 申請號: 201810191385.2
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108246105A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 張振濤;賀明;楊魯偉;陳嘉祥;楊俊玲;劉軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明涉及膜蒸餾技術領域，公開了一種真空式膜蒸餾系統，包括：第一換熱器、第二換熱器、膜蒸餾器和蒸汽壓縮機；第一換熱器包括第一進口、第一出口、第二進口和第二出口；第二換熱器包括第三進口、第三出口、第四進口和第四出口，第四出口與第二進口連接，所述第三進口與所述第一出口連接；膜蒸餾器包括第七進口、第七出口和第八出口，第七進口與第三出口連接，第七出口分別與原料濃縮液出口和第六進口連接，第八出口通過蒸汽壓縮機與第四進口連接。本發明工藝簡單，并且充分考慮了能源的梯級利用，大大減少了濃縮工序的能源消耗，很好的起到了節能減排的效果。

技術領域

本發明涉及膜蒸餾技術領域，特別是涉及一種真空式膜蒸餾系統。

背景技術

膜蒸餾(membrane distillation，MD)技術的研究與應用始于20世紀60年代，直到80年代初，伴隨高分子材料和膜制備工藝技術的迅速發展，膜蒸餾才顯示出其實用潛力。現已逐漸從海水及苦咸水淡化等凈水研究，擴展到化學物質及熱敏性物質的濃縮和回收、水溶液中揮發性溶質的脫除和回收、廢水處理等諸多領域，目前在茶葉提取液的濃縮、大豆分離蛋白、果汁濃縮、牛初乳、氨基酸的制備、部分原料液的濃縮等方面都有一定的應用，還包括不同體系的傳質、傳熱等機理方面的研究。

膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜以膜兩側蒸汽壓力差為傳質驅動力的膜分離過程。其機理是當不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分隔開時，由于膜的疏水性，兩側的水溶液均不能透過膜孔進入另一側，但由于熱側水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側，水蒸汽就會透過膜孔從熱側進入冷側而冷凝從而實現濃縮。該過程與常規蒸餾中的蒸發、傳質、冷凝過程十分相似，所以稱其為膜蒸餾過程。它具有四個主要特點：一是膜為疏水微孔膜，不能被所處理的液體潤濕，只有蒸汽能通過膜孔；二是膜至少有一面與所處理的液體接觸，膜孔內沒有毛細管冷凝現象發生；三是膜不能改變所處理液體中所有組分的氣液平衡；四是膜過程的推動力是該組分在氣相中的分壓差。

而目前的真空式膜蒸餾工藝系統工序復雜，能耗較大，不符合當今節能減排的時代背景。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種真空式膜蒸餾系統，解決現有技術中真空式膜蒸餾工藝系統工藝復雜和能耗較大的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種真空式膜蒸餾系統，包括：第一換熱器、第二換熱器、膜蒸餾器和蒸汽壓縮機；

所述第一換熱器包括第一進口、第一出口、第二進口和第二出口，所述第一進口與原料液進口連通，所述第二出口與冷凝水出口連接；

所述第二換熱器包括第三進口、第三出口、第四進口和第四出口，所述第四出口與所述第二進口連接，所述第三進口與所述第一出口連接；

所述膜蒸餾器包括第七進口、第七出口和第八出口，所述第七進口與所述第三出口連接，所述第七出口與原料濃縮液出口連接，所述第八出口通過所述蒸汽壓縮機與所述第四進口連接。

其中，還包括溶液泵，所述溶液泵設于所述第三出口與所述第一進口之間，用于給原料液提供循環動力。

其中，還包括溶液混合器，所述溶液混合器包括第五進口、第六進口和第五出口，所述第五出口與所述第三進口連接，所述第五進口與所述第一出口連接，所述第七出口還與所述第六進口連接。

其中，還包括在線密度計，所述在線密度計設于所述第七出口端。

其中，還包括三通閥，所述三通閥的一個進口與所述第七出口連接，所述三通閥的一個出口與所述原料濃縮液出口連接，所述三通閥的另一個出口與所述第六進口連接。

其中，還包括第一調節閥，所述第一調節閥設于所述第六進口處。

其中，還包括第三調節閥，所述第三調節閥設于所述第一進口。