[发明专利]一种集成半导体热泵的多级膜组件及其在膜蒸馏中的应用

摘要

本发明公开了一种集成半导体热泵的多级膜组件及其在膜蒸馏中的应用。集成半导体热泵的多级膜组件主要由环境吸热单元、环境散热单元和多级膜组件组成；原位传热膜分离单元包括疏水微孔膜、热侧容腔、冷侧容腔及流体进出通道；在疏水微孔膜两侧分别设有热侧容腔和冷侧容腔；相邻两级膜组件间设有一块半导体热泵组件，半导体热泵组件的吸热面贴在上一级膜组件的冷侧容腔上，半导体热泵组件的散热面贴在下一级膜组件的热侧容腔上；半导体热泵组件的散热面或吸热面到疏水微孔膜的距离为1～5毫米。本发明通过直接在邻近膜的区域传递分离所需的热量和提高膜分离效能，降低采用膜蒸馏方法在海水淡化、污水处理和食品浓缩等蒸发浓缩过程的能耗和成本。

主权项

1.一种集成半导体热泵的多级膜组件，其特征在于，主要由环境吸热单元、环境散热单元和多级膜组件组成，每级膜组件包括半导体热泵组件和原位传热膜分离单元；所述原位传热膜分离单元包括疏水微孔膜、热侧容腔、冷侧容腔、料液进口通道、料液出口通道、渗透液进口通道、渗透液出口通道；在疏水微孔膜两侧分别设有热侧容腔和冷侧容腔；热侧容腔一端设有料液进口通道，另一端设有料液出口通道；冷侧容腔的一端设有渗透液进口通道，另一端设有渗透液出口通道；相邻两级膜组件间设有一块半导体热泵组件，半导体热泵组件的吸热面贴在上一级膜组件的冷侧容腔上，半导体热泵组件的散热面贴在下一级膜组件的热侧容腔上；在热侧容腔，半导体热泵组件的散热面到疏水微孔膜的距离为1～5毫米；在冷侧容腔，半导体热泵组件的吸热面到疏水微孔膜的距离为1～5毫米；环境吸热单元紧贴第一级膜组件热侧容腔上的半导体热泵组件的吸热面，半导体热泵组件的散热面与第一级膜组件热侧容腔连接；环境散热单元紧贴最后一级膜组件冷侧容腔上的半导体热泵组件的散热面，半导体热泵组件的吸热面与最后一级膜组件冷侧容腔连接。