[发明专利]多阶段膜蒸馏设备

说明书

本发明涉及一种包括多个多阶段膜蒸馏模块(500、600)的多阶段膜蒸馏设备(5000)，模块配置成由待浓缩的液体(F)平行地流动通过。每个模块包括多个串行冷凝/蒸发阶段件(50、60)，多个串行冷凝/蒸发阶段件(50、60)配置成由待浓缩的液体串行地流动通过。每个冷凝/蒸发阶段件包括配置成由待浓缩的液体平行地流动通过的多个平行冷凝/蒸发元件(101、102)。每个冷凝/蒸发元件包括至少一个冷凝单元和至少一个蒸发单元。设备还包括以下项的至少一者：居中加热阶段件和居中冷凝阶段件，居中加热阶段件配置成生成蒸汽并且将蒸汽平行地提供至模块的每一者，居中冷凝阶段件配置成从模块中的每一者平行地接收蒸汽并且使蒸汽冷凝。

技术领域

本公开涉及一种多阶段膜蒸馏设备，特别地用于制备蒸馏物(例如，无菌水)。多阶段膜蒸馏设备可特别地包括模块化流系统，该模块化流系统包括多个框架元件。

背景技术

包括多个框架元件的模块化流系统例如根据EP2427263(A1)(或同族的US2012038069(A1))为已知的。多个框架元件可通过焊接腹板结构组合成各种叠堆，该叠堆在各种情况下包括至少两个(特别地至少十个)框架元件以形成不同功能单元，诸如特别地为，膜蒸馏阶段件、蒸汽发生器、冷凝器、热交换器、过滤器和/或渗透蒸发阶段件。

框架元件在各种情况下包括外部框架，该外部框架提供有通路开口和蒸气和/或液体通道以及由外部框架所围绕的中央内部区域。当组合在一起以形成模块化流系统时，蒸气和/或液体通道布置于相应框架元件的左侧和右侧上。

此外，每个框架元件设置于具有焊接腹板结构的两侧上，该焊接腹板结构在一方面界定了包括通路开口和中央内部区域的区域并且在另一方面界定了各自包括蒸气和/或液体通道的至少两个区域。

此外，EP 2 627 437 B1描述了一种多阶段膜蒸馏装置，该多阶段膜蒸馏装置包括加热阶段件(优选地多个冷凝/蒸发阶段件)和冷凝阶段件，待浓缩的液体连续地穿过该冷凝阶段件。每个冷凝/蒸发阶段件包括至少一个冷凝单元和至少一个蒸发单元。每个冷凝单元包括第一蒸汽腔室(其至少部分地由冷凝壁来界定)，并且每个蒸发单元包括第二蒸汽腔室(其至少部分地由蒸汽可透过液密膜壁来界定)。

用于利用膜来蒸馏溶液的另一种装置根据WO 2005/089914 A1为已知的。

存在对于蒸馏液体(例如，蒸馏水)的增加需求。因此，需要的是增加已知装置的产量。然而，这种要求隐含两个问题。

首先，多阶段膜蒸馏装置中所用的技术可行阶段件的数量为有限的。这些阶段件串行连接，其中在每个阶段件，在先前阶段件所生成的蒸汽用作热源以用于引起膜蒸馏。因此，蒸汽温度每个阶段降低数摄氏度。因为所用蒸汽温度的范围为有限的，所以仅有限数量的阶段件可串行连接。

第二，在使用数个多阶段膜蒸馏装置的情况下，能量消耗也分别倍增。

发明内容

目前，持续期望的是提供一种多阶段膜蒸馏设备，该多阶段膜蒸馏设备具有增加产率和同时具有经济能量消耗。

因此，本公开涉及多阶段膜蒸馏设备，该多阶段膜蒸馏设备包括多个多阶段膜蒸馏模块，这些模块配置成由待浓缩液体平行地流动通过。每个模块包括配置成由待浓缩液体串行地流动通过的多个串行冷凝/蒸发阶段件。

每个冷凝/蒸发阶段件包括配置成由待浓缩的液体平行地流动通过的多个平行冷凝/蒸发元件。每个冷凝/蒸发元件包括至少一个冷凝单元和至少一个蒸发单元。

该设备还期望地包括以下项的至少一者：居中加热阶段件和居中冷凝阶段件，该居中加热阶段件配置成生成蒸汽并且将蒸汽平行地提供至模块的每一者，该居中冷凝阶段件配置成从模块的每一者平行地接收蒸汽并且使该蒸汽冷凝。