一种高效真空膜蒸馏系统技术方案

本发明专利技术涉及液体分流技术领域，提出一种高效真空膜蒸馏系统，包括：多效膜蒸馏组件和多效汽水换热器，在膜蒸馏组件中对料液进行加热，在汽水换热器中对料液再进行加热，其中，膜蒸馏组件的料液输送到同效的汽水换热器，下一效膜蒸馏组件的料液来源是上一效汽水换热器，下一效汽水换热器的蒸汽来源是上一效膜蒸馏组件和上一效汽水换热器。本发明专利技术利用了真空膜蒸馏过程中释放的汽化潜热重新加热了料液水，对热量进行了有效的利用。

An efficient vacuum membrane distillation system

The invention relates to the technical field of liquid separation, and proposes an efficient vacuum membrane distillation system, which comprises a multi effect membrane distillation module and a multi effect steam water heat exchanger, in which the material liquid is heated in the membrane distillation module, and then heated in the steam water heat exchanger, wherein the material liquid of the membrane distillation module is delivered to the same effect steam water heat exchanger, and the material liquid source of the next effect membrane distillation module is The steam source of the first effect steam water heat exchanger and the next effect steam water heat exchanger is the last effect membrane distillation component and the last effect steam water heat exchanger. The invention uses the latent heat of vaporization released in the vacuum membrane distillation process to reheat the feed liquid water and effectively utilize the heat.

【技术实现步骤摘要】
一种高效真空膜蒸馏系统
本专利技术涉及一种液体分流装置，更具体地，涉及一种高效真空膜蒸馏系统。
技术介绍
膜蒸馏技术是膜技术与传统蒸馏技术相结合的新型液体分离技术，利用疏水性微孔膜两侧的蒸气分压差作为推动力，利用低温热源来实现溶质和溶剂的分离过程，能把溶液中溶质浓缩到过饱和状态，直到使溶质从溶剂中直接分离结晶。膜蒸馏过程可以处理浓度极高的水溶液，且只要膜两侧维持适当的温差，膜蒸馏过程就可以进行，可以广泛利用各种太阳能，地热能及电厂余热。由于电站存在大量低品位热源，这些热源可以加热料液以维持膜两侧的适当温差，因而需要设计适应电站需求的高效膜蒸馏系统，以提高膜蒸馏效率及膜蒸馏的通量多效膜蒸馏为在膜蒸馏的基础上，同时结合海水淡化中的多效蒸发原理，将传统膜蒸馏过程与多效蒸发技术耦合，实现膜蒸馏过程产生的蒸汽冷凝与原料液的预热过程相结合，有效地回收利用膜蒸馏过程产生蒸汽的相变潜热，从而提高过程的能量利用率，减少了冷却水大量消耗和蒸汽潜热大量热量损失。专利号CN108246106A,专利名称“一种真空式多效膜蒸馏系统”公布了一种多效膜蒸馏系统，实现了回收蒸汽的显热和潜热用于加热原料液，能量的回收利用率，降低膜蒸馏过程的能耗与冷却水消耗。但由于蒸汽的反复利用存在损失，造成下一效料液的温度低于上一效料液的温度。膜蒸馏的效率逐级递减。下一效膜蒸馏的渗透通量会有显著下降。这不利于膜蒸馏的高效进行。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出一种基于过程集成的高效真空膜蒸馏系统，包括：多效膜蒸馏组件和多效汽水换热器，在膜蒸馏组件中对料液进行加热，在汽水换热器中对料液再进行加热，其中，膜蒸馏组件的料液输送到同效的汽水换热器，下一效膜蒸馏组件的料液来源是上一效汽水换热器，下一效汽水换热器的蒸汽来源是上一效膜蒸馏组件和上一效汽水换热器。可选地，膜蒸馏组件具有料液入口、料液出口和抽汽口，汽水换热器具有蒸汽入口、料液入口、料液出口和排水口，同效膜蒸馏组件的料液出口连接到同效的汽水换热器的料液进口，上一效膜蒸馏组件的抽汽口连接到下一效汽水换热器的蒸汽入口，上一效汽水换热器的料液出口连接到下一效膜蒸馏组件的料液入口，上一效汽水换热器的排水口中的汽体引入到下一效汽水换热器的蒸汽入口。可选地，多效效汽水换热器的的排水口连接到水箱。可选地，最后一效膜蒸馏组件的料液出口连接到冷却水水箱，并通过水泵抽回到第一效膜蒸馏组件的料液入口。可选地，所述膜蒸馏组件包括：依次叠加的料液通道、汽侧通道和蒸馏膜；其中料液通过料液进口进入料液通道，汽侧通道内充满高温蒸汽，料液通道内的料液经过膜蒸馏后汇集至料液出口排出，经过蒸馏膜渗透至汽侧通道的蒸汽经由抽汽口抽出。可选地，料液进口、料液出口和抽汽口位于膜蒸馏组件侧面。可选地，料液进口和料液出口位于膜蒸馏组件侧面的对角侧。可选地，所述新型真空膜蒸馏结构的蒸馏膜的四角为圆角。本专利技术的优点在于，第一效膜蒸馏产生的蒸汽加热第二效的出口料液，第二效膜蒸馏产生的蒸汽第三效的出口料液，蒸汽的汽化潜热梯级释放到料液中。同时在电站存在大量低品位热源的基础上，匹配相应品位的热源用于加热各效料液到相同温度，在保证能量得到回收利用的同时保证了各效入口料液的温度，即保证各效膜蒸馏的效率。这种高效多效膜蒸馏系统保证各效膜蒸馏运行在指定温度间，效率高，膜通量大。本专利技术利用了真空膜蒸馏过程中释放的汽化潜热重新加热了料液水，是对热量的有效利用。同时效间真空梯级减小，使得汽化潜热充分释放，经真空泵后进入汽水换热器压力上升，残留蒸汽可以充分冷凝。本专利技术通过不同效料液水的温度提高了不同效的真空膜蒸馏效率。附图说明为了更容易理解本专利技术，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本专利技术。这些附图只描绘了本专利技术的典型实施方式，不应认为对本专利技术保护范围的限制。图1为本专利技术的膜蒸馏系统的结构示意图。图2为本专利技术的高效真空膜蒸馏组件的结构示意图。图3为图2中的高效真空膜蒸馏组件的俯视图。图4为图3中的高效真空膜蒸馏组件各个位置的截面图。图5为图2中的高效真空膜蒸馏组件各个位置的截面图。图6为两个高效真空膜蒸馏组件的一种结合方式的示意图。图7为串联的两个高效真空膜蒸馏组件的截面图。图8为显示了图7中的流体的流动示意图。图9为并联的两个高效真空膜蒸馏组件件的截面图。图10为图9中的流体的流动示意图。图11为膜表面的速度分布图。图12为改进的真空膜蒸馏装置的结构示意图。附图标记1-一效膜蒸馏组件，2-二效膜蒸馏组件，3-三效膜蒸馏组件，4-四效膜蒸馏组件，5-一效汽水换热器，6-二效汽水换热器，7-三效汽水换热器，8-四效汽水换热器，9～10-节流阀，11-冷却水水箱，12-真空泵，13-水泵，14-加热器，15-水箱，101-料液进口，102-料液出口，103-抽汽口，104-料液通道，105-汽侧通道，106-蒸馏膜，107-水侧通道，108-隔板，109-管道壁面，110-料液，111-蒸馏气体，112-PTEE膜。具体实施方式下面参照附图描述本专利技术的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。如图1所示，本专利技术的膜蒸馏装置包括多个膜蒸馏组件和汽水换热器。在本专利技术的装置中，每一效(每一级的意思)膜蒸馏组件具有一个入口(料液入口)和两个出口(料液出口和抽汽口)。每一效的汽水换热器具有两个入口(蒸汽入口和料液入口)和两个出口(料液出口和排水口)。料液水的流程的流程如下。料液经加热器14加热到90℃后，进入一效膜蒸馏组件1(可以是真空的)。一效膜蒸馏组件1的料液入口连接到加热器14，接收料液输入，一效膜蒸馏组件1的料液出口连接到一效汽水换热器5的料液入口。一效膜蒸馏组件1的抽汽口经由节流阀9连接到二效汽水换热器6，作为蒸汽进入二效汽水换热器6。其中，对于一效汽水换热器5的来说，其各个接口连接方式为：一效汽水换热器5的蒸汽入口连接到外部的蒸汽源，一效汽水换热器5的料液入口连接到一效膜蒸馏组件1的料液出口，一效汽水换热器5的排水口连接到二效汽水换热器6的蒸汽入口，一效汽水换热器5的排水口中的蒸汽可以作为二效汽水换热器6的蒸汽的来源之一。一效汽水换热器5的排水口中凝结的水流向水箱15。蒸汽的流程如下。蒸汽进入一效汽水换热器5加热，蒸汽经过蒸汽口进入二效膜蒸馏组件2。以此类推。料液水从一效膜蒸馏组件1的出口水出来后，进入一效汽水换热器5换热。接着依次进入二效膜蒸馏组件2，二效汽水换热器6，三效膜蒸馏组件3，三效汽水换热器7，四效膜蒸馏组件4，四效汽水换热器8，然后进入水箱13，通过水泵13打回至料液水加热器14进行再次加热。完成料液水侧循环。从一效真空膜蒸馏组件1出来的料液水、一效真空膜蒸馏组件1中产生的蒸汽、一效汽水换热器5内未凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效真空膜蒸馏系统，其特征在于，包括：多效膜蒸馏组件和多效汽水换热器，在膜蒸馏组件中对料液进行加热，在汽水换热器中对料液再进行加热，其中，/n膜蒸馏组件的料液输送到同效的汽水换热器，下一效膜蒸馏组件的料液来源是上一效汽水换热器，下一效汽水换热器的蒸汽来源是上一效膜蒸馏组件和上一效汽水换热器。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效真空膜蒸馏系统，其特征在于，包括：多效膜蒸馏组件和多效汽水换热器，在膜蒸馏组件中对料液进行加热，在汽水换热器中对料液再进行加热，其中，
膜蒸馏组件的料液输送到同效的汽水换热器，下一效膜蒸馏组件的料液来源是上一效汽水换热器，下一效汽水换热器的蒸汽来源是上一效膜蒸馏组件和上一效汽水换热器。


2.根据权利要求1所述的高效真空膜蒸馏系统，其特征在于，
膜蒸馏组件具有料液入口、料液出口和抽汽口，汽水换热器具有蒸汽入口、料液入口、料液出口和排水口，
同效膜蒸馏组件的料液出口连接到同效的汽水换热器的料液进口，上一效膜蒸馏组件的抽汽口连接到下一效汽水换热器的蒸汽入口，上一效汽水换热器的料液出口连接到下一效膜蒸馏组件的料液入口，上一效汽水换热器的排水口中的汽体引入到下一效汽水换热器的蒸汽入口。


3.根据权利要求1所述的高效真空膜蒸馏系统，其特征在于，
多效效汽水换热器的的排水口连接到水箱。


4.根据权利要求1所述的高效真空膜蒸馏系统，其特征在于，
最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗永利，倪伟铭，杜小泽，张高远，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11