[实用新型]卷式膜蒸馏设备及采用其的膜蒸馏系统

说明书

一种卷式膜蒸馏设备及采用其的膜蒸馏系统。该卷式膜蒸馏设备由疏水膜M和冷凝膜C成卷状耦合而成，且设置有加热通道、原水通道和蒸发通道，以及原水进水口、浓水出水口、加热通道进口、冷凝水出口和蒸发通道出口；其中疏水膜M，为疏水材料制成的微孔平板膜，用于为原水提供蒸发表面；加热通道，由冷凝膜C包围形成，且分别与原水通道和蒸发通道相邻，用于从加热通道进口输入热源来对原水加热；原水通道，位于冷凝膜C和疏水膜M之间；蒸发通道，以两片疏水膜包围而成。通过本实用新型能够解决目前卷式膜蒸馏热损耗高的问题，并可以有效控制膜蒸馏设备膜润湿、浓度极化和温度极化的问题。

技术领域

本实用新型涉及废水处理、物料分离与浓缩、资源回收技术领域，特别是涉及一种卷式膜蒸馏设备及采用其的膜蒸馏系统。

背景技术

在近年来，国家对企业污水排放和节能减排越来越重视，也对污水排放标准做了严格的规定。越来越多的企业也开始对自己的工艺进行节能减排改进，并且对要排放的污水进行一级处理。因此各种水处理和节能减排技术受到了高度关注，成为了研究热点，其中膜蒸馏技术就是一项被高度关注的先进技术。与反渗透和传统蒸发器相比，膜蒸馏最显著的特点就是可以在低压低温下稳定运行，可以利用低品热和余热进行加热，脱盐率高，膜污染趋势低。膜蒸馏是传热和传质同时发生的蒸发过程，浓差极化和温差极化现象也会同时发生，从而影响膜蒸馏的通量和截留率。目前市场上的膜蒸馏设备主要有平板式、卷式和中空纤维式，其中只有板式由于容易实现多效所以可以做到小型工程化应用，而卷式和中空纤维式由于热损失高而被限制。并且，目前的卷式膜蒸馏设备虽然提高了单位体积的膜面积，但膜蒸馏工艺仍然是真空膜蒸馏、气扫膜蒸馏为主，在实现多效过程中由于管程长和复杂热损耗比较高，造成运行成本较高。现有技术中也公开了几种卷式膜蒸馏设计方案，但在实际工程化过程中，降低热损耗的效果还没有体现。目前的膜蒸馏设备在应用中，膜润湿、浓差极化和温差极化仍然是影响其广泛应用和工程化的关键因素。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提出一种卷式膜蒸馏设备及采用其的膜蒸馏系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提出了一种卷式膜蒸馏设备，所述卷式膜蒸馏设备由疏水膜M和冷凝膜C成卷状耦合而成，且所述卷式膜蒸馏设备上设置有加热通道、原水通道和蒸发通道，并设置有原水进水口、浓水出水口、加热通道进口、冷凝水出口和蒸发通道出口；其中：

疏水膜M，为疏水材料制成的微孔平板膜，用于为原水提供蒸发表面；

冷凝膜C，用于使加热通道中流过的热源冷凝；

加热通道，由所述冷凝膜C包围形成，且分别与所述原水通道和蒸发通道相邻，用于从加热通道进口输入热源来对所述原水通道中待处理的原水进行加热，并将由此冷凝的热源从冷凝水出口排出；

原水通道，位于所述冷凝膜C和疏水膜M之间，用于从原水进水口输入原水，并将加热蒸发后浓缩的原水从浓水出水口排出；

蒸发通道，以所述两片疏水膜包围而成，用于接收所述原水受热蒸发产生的蒸汽并将其从蒸发通道出口排出。

作为本实用新型的另一个方面，还提出了一种膜蒸馏系统，其特征在于，包括：

如上所述的卷式膜蒸馏设备；

冷凝水收集罐，所述冷凝水收集罐安装于所述卷式膜蒸馏组件外，与所述卷式膜蒸馏设备内的加热通道和最后一级蒸发通道相连通，并与真空系统相连；

真空系统，用于降低所述卷式膜蒸馏设备中蒸发通道的压力以增加疏水膜M两侧的压差，也用来引导蒸发蒸汽的走向和把冷凝水抽到冷凝水收集罐，从而每一效卷式膜蒸馏设备产生的蒸发蒸汽在所述真空系统的引导下进入下一效卷式膜蒸馏设备对原水加热。

基于上述技术方案可知，本实用新型的卷式膜蒸馏设备具有如下有益效果：