[发明专利]一种节能式减压膜蒸馏组件装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离装置，具体讲涉及节能减压膜蒸馏组件装置及方法。

背景技术

膜蒸馏是一种在脱盐、浓缩、结晶、分离、水处理等领域具有广泛应用前景的技术。

减压膜蒸馏是多种膜蒸馏形式中的一种，具有传导热损失少等优点。本发明针对减压膜蒸馏的特点研制出了能够进行热量高效利用的减压膜蒸馏组件装置及方法，能够显著提高减压膜蒸馏过程中的热利用率、提高生产效率、大幅降低运行过程中的热消耗及生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够显著降低热量消耗的减压膜蒸馏组件装置及方法。

本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种具备热量热回收功能的减压膜蒸馏组件装置，该组件装置包括一个或多个组件单元。

如图1所示，组件单元是由膜组件组和换热组件组构成的，组件单元内的膜组件组和换热组件组间隔排列串联组合，组件单元内的膜组件组和换热组件组可以单组组合也可以多组组合。所述的组件单元还包括另外一个与末级换热组件组相连的换热组件或换热组件组。

所述的膜组件组是由一个以上串联的框式中空纤维膜组件组成的；膜组件组内的第一级膜组件的一个端盖与其相邻第二级膜组件同侧的端盖相连通，第二级膜组件另一端的端盖同与其相邻第三级膜组件同侧的端盖相连通，如此顺序串联排列的膜组件的端部相互连通。

所述的换热组件组是由一个或一个以上串联的框式换热组件组成的；换热组件组内多个串联排列的第一级换热组件的一个端盖与其相邻第二级换热组件同侧的端盖相连通，第二级换热组件另一端的端盖同与其相邻第三级换热组件同侧的端盖相连通，如此顺序串联排列的换热组件的端部相互连通。

所述的组件单元内相邻膜组件组和换热组件组之间相邻的未连接组件端盖之间相互连通。

所述的组件单元的两端各有一个封盖，其中与最后一个换热组件相连的封盖上有一个流体进出口。

所述的组件单元的下侧设有一个或多个排液口。

所述的组件单元在使用时可为卧式、立式或斜式。

所述的框式中空纤维膜组件(如图2所示)包括组件槽体以及在槽体内均匀排列的疏水性多孔中空纤维膜，中空纤维膜的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端分别与一个有流体进出口的端盖相连接。

所述的框式换热组件(如图3所示)为各种具有框式结构的管壳式换热组件，换热组件包括组件槽体以及在槽体内均匀排列的换热管，换热管的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端分别与一个有液体进出口的端盖相连接；所述的换热管包括金属换热管、塑料换热管和其它材质的换热管以及各种材质具有薄壁小外径的中空纤维换热管；所述的框式换热组件具有与框式中空纤维膜组件相同或相近的内部长宽尺寸。

所述的框式中空纤维膜组件和框式换热组件的内部宽度为0.04～4米，长度为0.04～4米，深度为0.02～2米。

所述的组件单元的结构可为一体式结构，以疏水性多孔中空纤维膜组成的膜组件单元和以换热管组成的换热组件单元按照图1所示的排列方式分别平行装填在同一个组件槽体内，中空纤维膜和换热管的两端分别被固定密封在槽体的两端，每一个膜组件单元和换热组件单元的两端都分别与一个有液体进出口的端盖相连接；组件槽体内相邻串联的膜组件单元组成一个膜组件单元组，相邻串联的换热组件单元组成一个换热组件单元组；除组件槽体内第一级膜组件单元的一个端盖之外，其另一端盖同相邻的第二级膜组件单元的一个端盖相连通，第二级膜组件单元的另一个端盖同与其相邻的第三级膜组件单元的一个端盖相连通，依次不同膜组件单元之间、膜组件单元和换热组件单元之间以及换热组件单元之间的同侧相邻端盖相互连通；所述的一体式组件单元还包括另外一个与末级换热组件单元相连的换热组件单元组或换热组件组。所述的一体式组件单元的两端各有一个封盖，其中与最后一个换热单元或换热组件相连的封盖上有一个流体进出口；所述的一体式组件单元的下侧设有一个或多个排液口。

一种能够显著降低热消耗的减压膜蒸馏方法，其特征在于包括以下过程：

A物料液预处理

物料液须经过适当的预处理除去其中的固体颗粒、悬浮物、凝胶等可能对中空纤维膜造成污染的成份。

B热物料液的减压膜蒸馏及热量回收

在使用本发明的组件单元进行减压膜蒸馏时，料液流经中空纤维膜和换热管的内腔，真空负压施加于中空纤维膜和换热管的外侧。