一种新型气液膜接触器制造技术

本发明专利技术公开了一种新型气液膜接触器，包括气液输送单元、气液接触单元、液体存储单元和加热装置，容置腔体包括气液交换腔和分别设于气液交换腔两端的一级分液腔和二级分液腔；气液交换腔内设有若干个中空纤维膜管；容置腔体外壁上设有吸气叶；二级输送轴对应溶液孔设有中空结构的液体输送支杆；让位通道的内壁设有空气排出孔；液体存储单元与加热装置相适配；本申请的结构设计简单合理，吸气叶轮充当了风机的功能，吸液叶轮充当了泵的功能，各部件相互配合协同发挥作用，气体在气液接触单元内的中空纤维膜管中发生旋转，不但极大强化空气侧传质能力而且旋转的气液接触单元防止液滴在膜管表面冷凝聚集，还保证了整体装置运行的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型气液膜接触器
本专利技术涉及气液膜分离
，具体涉及一种新型高效一体化设计的气液膜接触器。
技术介绍
膜式分离技术是一种利用膜内外物质浓度差来实现膜内外物质分离的技术，具有节能环保的特点。根据膜内外介质的物质形态，可以将膜分离进一步细分为液液膜分离、气液膜分离和液固膜分离。不同的膜分离过程需要不同形式的膜组件，如常见的液液膜分离代表的反渗透技术，其分离须在高压下进行，因此对膜组件的要求是密封性好，膜能够自支撑并且具有较大的比表面积。管壳式中空纤维膜和卷式纤维膜较为符合这些要求，因此在此类应用中较为常见。液固分离膜要求较大的比表面积和耐冲洗性能，因此沉浸帘式中空纤维膜较为适用。对于气液分离，除了要求膜组件有较大比表面积以克服较低的膜内传质速度，还需要尽量强化空气侧的传热传质，现有的膜组件如管壳式、卷式或板式组件中，管壳式组件较为适用。但是管壳式组件也存在如下问题：由于膜的排列不均匀，空气侧传热传质较差，通过提高膜的填充率可以改善这一缺陷，但是会带来空气侧压降过大的问题。同时在气液分离过程中，液体会在空气侧的膜管表面发生冷凝结露，导致膜管表面发生湿工况，使得膜的传质能力大幅度下降，在现有气液膜分离
，如加湿、气扫式膜蒸馏等普遍存在这一问题。因此，研发出一种比表面积大、空气侧传热传质能力强、抗结露的膜组件，成为气液膜分离技术应用领域的迫切需求。现有技术中对于气液膜接触器，缺乏强化空气侧传热传质性能的方案，也没有解决中空纤维膜管表面出现液滴冷凝导致湿工况的方案。同时对于现有的气液膜接触工艺，需要采用风机和泵来分别输送气体和溶液，使它们在膜丝内外循环接触。因此，系统往往体积较大，无法做到紧凑。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种新型气液膜接触器，包括气液输送单元、气液接触单元、液体存储单元和加热装置，气液接触单元和液体存储单元通过气液输送单元相适配；所述气液输送单元包括一级传动轴、二级输送轴和三级输送轴，所述二级输送轴和三级输送轴分别为中空轴体；所述二级输送轴分别与一级传动轴和三级输送轴形成可拆卸的固定连接；所述二级输送轴和三级输送轴内设有溶液输送通道和回液通道，所述三级输送轴端部设有开口，所述开口处设有吸液叶轮，所述吸液叶轮与溶液输送通道相适配；所述一级传动轴上设有动力传动端，所述动力传动端外接动力源；所述气液接触单元包括容置腔体，所述容置腔体包括气液交换腔和分别设于气液交换腔两端的一级分液腔和二级分液腔；气液交换腔内设有若干个中空纤维膜管；容置腔体外壁上设有吸气叶轮，容置腔体外壁上对应吸气叶轮设有开口；所述容置腔体上设有让位通道，所述二级输送轴穿设于让位通道内，所述让位通道对应一级分液腔和二级分液腔的内壁设有溶液孔，所述二级输送轴对应溶液孔设有中空结构的液体输送支杆，液体输送支杆与溶液孔相适配；所述让位通道的内壁设有空气排出孔；所述回液通道一端和与一级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端与液体存储单元相适配；所述溶液输送通道一端和与二级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端通过吸液叶轮与液体存储单元相适配；所述液体存储单元与加热装置相适配。外接动力源驱动下，一级传动轴带动气液接触单元旋转，吸气叶轮在旋转中将气体吸入气液交换腔，并流过中空纤维膜管表面，在膜管表面发生热质交换，通过让位通道的内壁的空气排出孔排出；吸液叶轮旋转，从而驱动溶液向上流动，通过溶液输送通道进入液体输送支杆，并进入二级分液腔，继续自下而上，流过气液交换腔内的中空纤维膜管内部并进入一级分液腔，再通过与一级分液腔连接的液体输送支杆进入回液通道，回到液体存储单元，通过加热装置加热，继续循环上述过程。作为本专利技术的进一步改进，本申请的新型气液膜接触器还包括底座支架，所述底座支架包括定位底座、定位杆和定位板，所述定位杆设于定位底座上，所述定位板设有两个，所述液体存储单元设于定位底座上，所述气液接触单元设于定位板之间，所述定位板上设有让位孔，所述让位孔内设有滚珠轴承，所述气液输送单元与滚珠轴承相适配。作为本专利技术的进一步改进，本申请的新型气液膜接触器还包括气体存储单元，气体存储单元与吸气叶轮相适配。作为本专利技术的进一步改进，所述让位通道的内壁设有定位槽，所述二级输送轴对应定位槽设有连接杆，所述让位通道和二级输送轴通过连接杆连接，所述让位通道和二级输送轴通过螺丝紧固连接。作为本专利技术的进一步改进，所述吸气叶轮通过连接固定件固定于容置腔体外壁上；所述连接固定件为螺丝、螺栓或粘结胶层。作为本专利技术的进一步改进，所述加热装置为加热盘管，所述加热盘管设于液体存储单元内，溶液罐上设有排气装置，所述排气装置为排气孔。作为本专利技术的进一步改进，所述动力传动端为皮带轮；一级传动轴通过嵌合与二级输送轴形成可拆卸的连接，并通过螺丝紧固。作为本专利技术的进一步改进，所述三级输送轴上设有溶液排出孔，所述溶液排出孔与回液通道相适配。作为本专利技术的进一步改进，所述液体存储单元上设有双瓣耦合盖，双瓣耦合盖上设有排气孔。作为本专利技术的进一步改进，所述让位通道对应一级分液腔设有四个溶液孔，所述溶液孔绕轴对称分布；所述回液通道对应一级分液腔的溶液孔设有四个；所述让位通道对应二级分液腔设有四个溶液孔，所述溶液孔绕轴对称分布；溶液输送通道对应二级分液腔的溶液孔设有四个。作为本专利技术的进一步改进，所述气液接触单元为圆柱套筒结构，气液接触单元的材质为塑料材质，作为本专利技术的进一步改进，所述气液接触单元的上侧面和下侧面分别设有密封盖；作为本专利技术的进一步改进，所述让位通道对应气液交换腔的内壁设有空气排出孔；作为本专利技术的进一步改进，所述气液接触单元为圆柱套筒结构，直径300mm-500mm，圆柱套筒的厚度为10mm；吸气叶轮的腔体容量为150-250ml。作为本专利技术的进一步改进，所述液体存储单元的材质为塑料材质，所述液体存储单元为圆桶结构。作为本专利技术的进一步改进，所述吸气叶轮或吸液叶轮的材质为ABS材质，吸气叶轮设有4-6个，吸液叶轮设有至少四个。作为本专利技术的进一步改进，所述气液输送单元的材质为ABS工程塑料，气液输送单元采用3D打印制造或机械机加工而成。作为本专利技术的进一步改进，所述溶液输送通道和回液通道交错排列；作为本专利技术的进一步改进，所述一级传动轴、二级输送轴和三级输送轴为圆柱体结构；作为本专利技术的进一步改进，所述吸液叶轮的腔体容量为25-75ml。本专利技术与现有技术相比具有以下优点。本申请的结构设计简单合理，吸气叶轮充当了风机的功能，吸液叶轮充当了泵的功能，各部件相互配合协同发挥作用，气体在气液接触单元内的中空纤维膜管中发生旋转，不但极大强化空气侧传质能力而且旋转的气液接触单元防止液滴在膜管表面冷凝聚集，还保证了整体装置运行的稳定性。中空纤维膜管即膜丝，旋转的膜丝可以防止液体在膜丝表面冷凝聚集使膜的传质发生恶化，从而使得本申请的新型气液膜接触器能够始终稳定运行。本申请的新型气液膜接触器能极大强化空气侧传热传质能力，同时有效防止膜管表面的水蒸气冷凝和随之发生的湿工况，使膜组件能够保持持续稳定的性能，该气液膜接触器适用于膜式加湿、除湿、扫气式膜蒸馏等气液分离过程。本专利技术通过一级传动轴带动二级输送轴、三级输送轴和气液接触单元旋转，从而带动气液接触单元带动转轮上的吸气叶轮旋转，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型气液膜接触器，其特征在于：包括气液输送单元、气液接触单元、液体存储单元和加热装置，气液接触单元和液体存储单元通过气液输送单元相适配；所述气液输送单元包括一级传动轴、二级输送轴和三级输送轴，所述二级输送轴和三级输送轴分别为中空轴体；所述二级输送轴分别与一级传动轴和三级输送轴形成可拆卸的固定连接；所述二级输送轴和三级输送轴内设有溶液输送通道和回液通道，所述三级输送轴端部设有开口，所述开口处设有吸液叶轮，所述吸液叶轮与溶液输送通道相适配；所述一级传动轴上设有动力传动端，所述动力传动端外接动力源；所述气液接触单元包括容置腔体，所述容置腔体包括气液交换腔和分别设于气液交换腔两端的一级分液腔和二级分液腔；气液交换腔内设有若干个中空纤维膜管；容置腔体外壁上设有吸气叶轮，容置腔体外壁上对应吸气叶轮设有开口；所述容置腔体上设有让位通道，所述二级输送轴穿设于让位通道内，所述让位通道对应一级分液腔和二级分液腔的内壁设有溶液孔，所述二级输送轴对应溶液孔设有中空结构的液体输送支杆，液体输送支杆与溶液孔相适配；所述让位通道的内壁设有空气排出孔；所述回液通道一端和与一级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端与液体存储单元相适配；所述溶液输送通道一端和与二级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端通过吸液叶轮与液体存储单元相适配；所述液体存储单元与加热装置相适配。...

【技术特征摘要】
1.一种新型气液膜接触器，其特征在于：包括气液输送单元、气液接触单元、液体存储单元和加热装置，气液接触单元和液体存储单元通过气液输送单元相适配；所述气液输送单元包括一级传动轴、二级输送轴和三级输送轴，所述二级输送轴和三级输送轴分别为中空轴体；所述二级输送轴分别与一级传动轴和三级输送轴形成可拆卸的固定连接；所述二级输送轴和三级输送轴内设有溶液输送通道和回液通道，所述三级输送轴端部设有开口，所述开口处设有吸液叶轮，所述吸液叶轮与溶液输送通道相适配；所述一级传动轴上设有动力传动端，所述动力传动端外接动力源；所述气液接触单元包括容置腔体，所述容置腔体包括气液交换腔和分别设于气液交换腔两端的一级分液腔和二级分液腔；气液交换腔内设有若干个中空纤维膜管；容置腔体外壁上设有吸气叶轮，容置腔体外壁上对应吸气叶轮设有开口；所述容置腔体上设有让位通道，所述二级输送轴穿设于让位通道内，所述让位通道对应一级分液腔和二级分液腔的内壁设有溶液孔，所述二级输送轴对应溶液孔设有中空结构的液体输送支杆，液体输送支杆与溶液孔相适配；所述让位通道的内壁设有空气排出孔；所述回液通道一端和与一级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端与液体存储单元相适配；所述溶液输送通道一端和与二级分液腔连接的液体输送支杆连通，另一端通过吸液叶轮与液体存储单元相适配；所述液体存储单元与加热装置相适配。2.根据权利要求1所述的新型气液膜接触器，其特征在于：还包括底座支架，所述底座支架包括定位底座、定位杆和定位板，所述定位杆设于定位底座上，所述定位板设有两个，所述液体存储单元设于定位底座上，所述气液接触单元设于定位板之间，所述定位板上...

【专利技术属性】
技术研发人员：何奎，张立志，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44