[實用新型]一種帶余熱回收耦合MVR的膜蒸餾系統

有效

• 申請號: 201921154680.7
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN210544411U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 汲超;徐東恒;陳波;魏曉磊
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;C02F1/44;F24H4/04;G05D27/02
• 代理公司: 北京麥寶利知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11733
• 代理人: 趙艷紅

一種帶余熱回收耦合MVR的膜蒸餾系統，包括料液罐、冷凝器、水箱、蒸發器、第一壓縮機、節流裝置；膜組件、循環泵、換熱器；第二壓縮機；水箱內設有蒸發器，料液罐內設有冷凝器，其中，蒸發器、壓縮機、冷凝器、節流裝置形成第一回路；料液罐、膜組件、換熱器形成第二回路；還包括循環泵，所述循環泵用于向第二回路提供動力；膜組件的蒸汽出口連通第二壓縮機的進口，第二壓縮機的出口連通換熱器的第一進口，換熱器的第一出口與水箱的第一進口連通。本實用新型將余熱回收引入到耦合MVR的膜蒸餾系統中，通過回收余熱，實現了膜蒸餾系統中能量的梯級應用，提高能源利用率，降低生產成本。

技術領域

本實用新型涉及一種膜蒸餾系統，具體而言，涉及一種帶余熱回收耦合MVR的膜蒸餾系統。

背景技術

膜分離技術是以高分子疏水微孔膜的選擇透過性為基礎，在膜壁面和膜腔內形成壓差驅動力，使溶液中的水以水分子的形式透過膜孔，實現了溶質溶劑的分離。因其處理效率高、適用范圍廣、易與其他技術耦合等特征，已經在濃縮領域得到廣泛應用。相較于傳統的多效蒸發、機械蒸汽再壓縮以及多級閃蒸技術，膜蒸餾技術在分離水分的純凈度、耐強酸強堿以及操作簡單等方面具有較大的優勢。然而其在水蒸氣處理方面大多為直接冷凝，水蒸氣潛熱未得到回收，導致能耗較高。因此現有的膜蒸餾技術多與其它技術耦合應用來降低系統能耗，其中以與機械蒸汽再壓縮技術(MVR)的耦合已經得到了廣泛的研究。

中國實用新型專利CN108744980A公開了一種不帶存液膜組件耦合MVR濃縮強腐蝕性溶液系統及方法，該系統包括原料罐、電加熱裝置、減壓膜組件、膜分離器等裝置。系統在負壓環境下通過減壓膜組件分離出水蒸氣，并通過壓縮機增焓后加熱濃縮液，進而回收二次蒸汽中潛熱，提高能源利用率。然而，該系統中原料預熱以及維持料液溫度的恒定均采用電加熱，導致能耗較高；二次蒸汽被冷凝成冷凝水直接流入凝水管自然冷卻，余熱未得到回收利用；所選用的壓縮機未與料液溫度實時關聯，實際操作需要人為控制調頻，系統運行較不穩定。

中國實用新型專利CN103080013B公開了一種蒸汽壓縮膜蒸餾脫鹽裝置，其中，由跨膜蒸餾模塊上的溫度梯度所產生的冷凝的潛熱被直接傳遞到在液態流體流的脫鹽期間的氣化潛熱，裝置包括MD模塊、蒸汽壓縮機等。該系統實現了二次蒸汽的回收利用，然而該系統僅論述了在鹽溶液中的應用，無法應用到強腐蝕性溶液中，并且冷凝液中的顯熱也未得到回收利用。

中國實用新型專利CN206199023U公開了一種帶蒸汽機械壓縮的膜蒸餾裝置，系統通過壓縮機提高二次蒸汽的焓值用于加熱濃縮液，回收了二次蒸汽的潛熱，提高能源利用率。該系統同樣采用電加熱來預熱料液，導致能耗較高；該系統料液溫度的恒定靠電加熱和壓縮機共同作用，增大了系統操作的復雜性；該系統對蒸汽分離的純凈度不夠，導致無法應用于強腐蝕性溶液的蒸發濃縮；所選用的壓縮機未與料液溫度實時關聯，實際操作需要人為控制調頻，系統運行較不穩定。

中國實用新型專利CN208678828U公開了一種膜蒸餾耦合MVR濃縮強腐蝕溶液系統，自膜管頂端出口進入膜分離器分離凈化，再進入蒸汽壓縮機升溫加壓，壓縮之后的蒸汽進入換熱器對來自膜組件上部出口的濃縮液釋放潛熱，最終冷凝成為飽和液態水進入凝水罐收集。系統回收二次蒸汽潛熱，提高能源利用率，并將膜蒸餾系統應用到強腐蝕性溶液中。然而，系統仍未解決因采用電加熱持料液溫度恒定帶來的能耗高以及冷凝水余熱因未回收利用帶來的能源浪費問題。

綜上所述，現有的膜蒸餾系統與機械蒸汽壓縮系統結合過程中，通過壓縮機將膜分離出的水蒸氣壓縮并增焓后，加熱被濃縮后的料液，回收了水蒸氣的二次潛熱。然而在料液預熱過程中均采用電加熱，并且為了維持料液溫度恒定電加熱需要持續運行；二次蒸汽被冷凝后直接在大氣中冷凝，該部分顯熱未得到利用；所選用壓縮機多為定頻壓縮機，未能通過料液內的溫度傳感器建立聯系。這些都無形之中增加了膜蒸餾過程中能耗，增加了生產成本，降低了系統運行的穩定性。