[实用新型]冷热分隔式膜蒸馏装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及到水处理技术领域中的膜蒸馏技术，尤其是一种冷热分隔式膜蒸馏装置。

背景技术

传统的水处理方法投资大、能耗高、效率低，处理后的水却只能用于农业灌溉等很小的一方面。目前我国大多数城市缺水严重，其中海水、苦咸水以及污水淡化已经成为亟待解决的问题。随膜蒸馏技术的不断发展替代传统的蒸馏方法，突显出了其不可比拟的优越性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽水分离热腔和冷凝腔的冷热分隔式膜蒸馏装置，其内部的汽水分离热腔和冷凝腔相互分隔且上下与多孔固定板封闭固定，可以减少冷热水直接接触而产生的热功损耗，使中空纤维膜丝束内部形成负压，便于产水冷凝后顺利的排出。箱体上端的空腔内装有冷凝水进水主管、热水进水主管、可以实现方便安装和拆卸及维护工作；其外部箱体采用框架组合结构也能方便拆卸、安装、维护。

本实用新型冷热分隔式膜蒸馏装置主要由中空纤维膜丝束、冷凝管、箱体、冷凝水进水主管、热水进水主管、浓水主管、冷凝水出水主管、产出水主管构成，箱体内上下方向两端通过上多孔固定板和下多孔固定板将箱体内部的中空纤维膜丝束和冷凝管、石棉隔板、传热隔板进行封闭固定；上多孔固定板和下多孔固定板与箱体侧板组成的空腔内垂直方向分布有2～10组用石棉隔板分隔的汽水分离热腔和冷凝腔，每组汽水分离热腔和冷凝腔也通过石棉隔板实现分隔；在上多孔固定板与箱体上端的空腔内有热水进水主管通过热水管接头连接后与穿过上多孔固定板的热水进水管分别实现连接，冷凝水进水主管通过冷凝水管接头连接后与穿过上多孔固定板的冷凝水进水管分别实现连接；在下多孔固定板和箱体下端的空腔内有浓水主管通过与穿出下多孔固定板的热水出水管分别实现连接，产出水主管分别与穿过下多孔固定板的每组冷凝腔的冷凝管的下端实现连接，冷凝水出水主管分别与穿出下多孔固定板的每组冷凝腔的冷凝水出水管实现连接。

汽水分离热腔内上端部水平面内有两组热水进水管与垂直布置的中空纤维膜丝束相平行布置；在每组热水进水管与中空纤维膜丝束45度夹角位置布置有热水喷水孔；中空纤维膜丝束的上端的独立头部被集中封装在条形结构的上封装头内通过连接管与冷凝管的上端相接通，中空纤维膜丝束的下端呈U形弯形状结构通过条形结构的下封装头被集中封装后与下多孔固定板实现固定。

冷凝腔内上端部水平面内有两组冷凝水进水管与垂直平面内布置的冷凝管、传热隔板相平行布置；在每组冷凝水进水管与冷凝管、传热隔板45度夹角位置布置有冷凝水喷水孔；冷凝管的下端部穿过下多孔固定板与产出水主管相接通；冷凝管与传热隔板垂直平面内相紧靠平行，有利于冷凝管进行充分热交换。

中空纤维膜丝束在水平平面内呈相邻两列内不同行结构布置, 这样使得每根中空纤维膜丝束都能以最大面积与热水接触，同时这样排列也使得膜丝束具有一定强度，不易断裂。

冷凝水出水管、热水出水管呈U形结构，其两端向上穿过下多孔固定板后刚好和下多孔固定板相平齐。

箱体的上端部有上箱盖通过盖板螺钉连接在箱体的上端；石棉隔板的前后两侧边通过长条状密封块与箱体的前后两侧边板实现连接密封，石棉隔板可以沿长条状密封块实现上下抽插安装和拆卸；石棉隔板的上下两侧边在安装后分别与上多孔固定板和下多孔固定板呈压紧状态。

在这样的结构下，汽水分离热腔与冷凝腔分开，热水由热水进水主管通过热水进水管进入汽水分离热腔与中空纤维膜丝束接触，热水在中空纤维膜丝束表面蒸发，由于中空纤维膜丝束内外压力差以及温差作用，水蒸气进入中空纤维膜丝束内部，从连接管进入冷凝腔内的冷凝管内，冷凝管在冷凝水的冷却作用下将其内部的水蒸气冷凝为液态的产出水后从产出水主管中流出。箱体上端部的空腔内热水进水主管与热水进水管用热水管接头相互连接，冷凝水进水主管与冷凝水进水管用冷凝水管接头进行连接，这种采用管接头方式的连接比较方便于拆卸、安装维护工作。通过实际试验，预热原水进水温度一般为75℃左右，经过蒸馏后出水温度只有55℃，冷凝进水温度一般为15℃，换热过后的冷凝水出水为40℃。在实际的应用过程中可以将经过膜蒸馏后的浓水打回原水箱，用于第二次膜蒸馏循环，对浓水进行进一步浓缩，并将经过换热后的冷凝水也打回原水箱，以回收冷凝水中的热量。这样可以使膜蒸馏部分使用的热功最大限度的回收利用。

附图说明

图1为本实用新型冷热分隔式膜蒸馏装置半剖视图。

图2为图1中沿C-C线的剖视图。

图3为图1中沿A-A线的剖视图。

图4为图1中沿B-B线的剖视图。

具体实施方式