[發(fā)明專利]一種從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置和方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110720872.5 | 申請日： | 2021-06-28 |
| 公開（公告）號： | CN113354013B | 公開（公告）日： | 2022-09-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 唐娜;馬琦璇;高一方;黃傳峰;項(xiàng)軍;程鵬高 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津科技大學(xué) |
| 主分類號： | C02F1/08 | 分類號： | C02F1/08;G21F9/08 |
| 代理公司： | 北京市領(lǐng)專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590 | 代理人： | 鐘華;任永利 |
| 地址： | 300457 天津市濱*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 水中 分離 濃縮 重水 蒸餾 裝置 方法 | ||
1.一種從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，其特征在于，其包括：上側(cè)端板（1）、下側(cè)端板（2）和膜分離濃縮組件（3）；
所述上側(cè)端板（1）包括熱側(cè)物料入口（11）、冷側(cè)物料出口（12）、冷卻物料入口（13）、加熱物料出口（14）、減壓口（15）；
所述下側(cè)端板（2）包括熱側(cè)物料出口（21）、冷側(cè)物料入口（22）、冷卻物料出口（23）、加熱物料入口（24）；
所述膜分離濃縮組件（3）包括多級串聯(lián)的濃縮室（31）、多級串聯(lián)的透過室（32）、輔熱室（33）和冷卻室（34）；所述濃縮室（31）和所述透過室（32）交替排列，兩者之間具有分離膜（35）；所述冷卻室（34）位于級別相鄰的兩個所述透過室（32）之間，所述輔熱室（33）位于級別相鄰的兩個所述濃縮室（31）之間；
以上各部件的連接關(guān)系為：
所述熱側(cè)物料入口（11）連通至所述濃縮室（31），進(jìn)而連通至所述熱側(cè)物料出口（21）；所述冷側(cè)物料入口（22）連通至所述透過室（32），進(jìn)而連通至所述冷側(cè)物料出口（12）；所述冷卻物料入口（13）連通至所述冷卻室（34），進(jìn)而連通至所述冷卻物料出口（23）；所述加熱物料入口（24）連通至所述輔熱室（33），進(jìn)而連通至所述加熱物料出口（14）；
所述熱側(cè)物料入口（11）、所述濃縮室（31）和所述熱側(cè)物料出口（21）形成的流動方向，與所述冷側(cè)物料入口（22）、所述透過室（32）和所述冷側(cè)物料出口（12）形成的流動方向是相反的，兩者呈逆流狀態(tài)；
所述分離膜（35）為不透水只透氣的疏水微孔膜；
所述透過室（32）內(nèi)通入第一冷卻介質(zhì)，所述透過室（32）內(nèi)的蒸汽在第一冷卻介質(zhì)的作用下冷凝，并隨所述第一冷卻介質(zhì)進(jìn)入下一級的所述透過室（32）；
所述第一冷卻介質(zhì)為純水，所述純水指不包含重水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，其特征在于，所述膜分離濃縮組件（3）包括0-40級串聯(lián)的濃縮室（31），且不為0；所述膜分離濃縮組件（3）包括0-40級串聯(lián)的透過室（32），且不為0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，其特征在于，所述減壓口（15）有四個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，其特征在于，所述上側(cè)端板（1）、下側(cè)端板（2）和膜分離濃縮組件（3）三者之間通過密封材料相互固定和彼此密封隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從核廢水中分離濃縮重水的膜蒸餾裝置，其特征在于，所述冷卻室（34）通過密封件與兩側(cè)的所述透過室（32）隔開，所述輔熱室（33）通過密封件與兩側(cè)的所述濃縮室（31）隔開。
6.一種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的膜蒸餾裝置從核廢水中分離濃縮重水的方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）使用所述膜蒸餾裝置時待處理高溫料液經(jīng)所述上側(cè)端板（1）的所述熱側(cè)物料入口（11）進(jìn)入膜蒸餾裝置，經(jīng)由第一級濃縮室（31），料液在第一級濃縮室（31）中蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽透過所述分離膜（35）后進(jìn)入第一級透過室（32），經(jīng)第一級濃縮室（31）濃縮后的料液進(jìn)入第二級濃縮室（31），以此類推直至原料液濃縮成為目標(biāo)重水從所述下側(cè)端板（2）的所述熱側(cè)物料出口（21）排出；
（2）第一級透過室（32）中的蒸汽經(jīng)由各級透過室（32）富集，并由第一冷卻介質(zhì)冷卻后，形成冷凝水，由所述上側(cè)端板（1）的冷側(cè)物料出口（12）排出；
（3）第一冷卻介質(zhì)經(jīng)所述冷卻物料入口（13）進(jìn)入，隨蒸汽冷卻后的冷凝液經(jīng)所述冷側(cè)物料出口（12）排出；
（4）所述輔熱室（33）為兩側(cè)濃縮室（31）補(bǔ)充因自身蒸發(fā)而降低的熱量；
（5）所述冷卻室（34）為透過室（32）維持較低的溫度，以保持濃縮室（31）和透過室（32）有穩(wěn)定的溫度差；
以上步驟不區(qū)分先后順序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述膜蒸餾裝置從核廢水中分離濃縮重水的方法，其特征在于，所述第一冷卻介質(zhì)為純水，所述純水指不包含重水。
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