一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统包括膜组件、载气系统、预热器和冷凝器；其中膜组件为中空纤维膜组件，料液侧采用串联连接，相邻组件进料温差5

【技术实现步骤摘要】
一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统


[0001]本专利技术属于水处理领域，涉及膜分离
，特别涉及一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统。

技术介绍

[0002]膜蒸馏(MD)是将蒸馏过程与膜分离过程相结合的膜分离技术。膜蒸馏不需要将溶液加热至沸腾状态，也不需要很高的操作压力，只要膜两侧维持适当的温差就可实现蒸馏分离，因此操作温度比传统的蒸馏工艺低得多，可有效利用低品位热源。
[0003]膜蒸馏技术应用于水处理领域有诸多优势，如设备体积小、造价低、操作温度和压力更为温和、具有良好的化学稳定性、对不挥发性组分的理论截留率可达到100％，并且可用于处理分离热敏性物质和高浓度废水。
[0004]气扫膜蒸馏作为一种典型的膜蒸馏技术，利用空气吹扫透过侧的蒸汽，有效降低传质阻力，可在常压状态下实现分离过程，运行更为稳定。气扫膜蒸馏技术对热源要求较低，进料温度只需70℃左右，因此如何进一步提高热利用率，进一步提高产水效能是该技术进一步发展亟待解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种有效利用低品位热源，有效提高系统的热循环利用率的采用串联进料的气扫膜蒸馏系统。
[0006]本专利技术的技术方案概述如下：
[0007]一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统，包括第一膜组件1、第二膜组件2、第三膜组件3，第一冷凝器4、第二冷凝器5，预热器6，冷凝水储罐7，淡水储罐8，冷却水泵9，冷凝水输送泵10，淡水输送泵11，鼓风机12，第一膜组件1的膜丝壳程出口通过管道分别与第二膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第二膜组件2的膜丝壳程出口通过管道分别与第三膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第三膜组件3的膜丝壳程出口通过管道分别与浓水排放管和预热器的冷流体进口连接；空气通入管连接鼓风机12后再依次与第三膜组件3的管程入口、第二膜组件2的管程入口和第一膜组件1的管程入口连接；第一膜组件1的管程出口通过管道与第一冷凝器4的热流体入口连接；第二膜组件2的管程出口和第三膜组件3的管程出口通过管道与第二冷凝器5的热流体入口连接；第一冷凝器4的冷流体入口和第二冷凝器的冷流体入口通过管道与冷却水泵9连接后再与料液进液管连接；第一冷凝器4的冷流体出口通过管道分别与预热器6的冷流体进口、第二冷凝器的冷流体出口、料液排放管连接；第一冷凝器4的热流体出口和第二冷凝器5的热流体出口通过管道与空气排放管连接；热源管与预热器6的热流体进口连接；预热器6的热流体出口分别与不凝气排放管和冷凝水储罐7连接；预热器6的冷流体出口通过管道与第一膜组件的膜丝壳程入口连接；淡水输送泵11进料侧通过管道分别连接淡水储罐8和冷凝水储罐7连接，淡水输送泵出料侧连接产水排放管；冷凝水输送泵10进料侧通过管道与预热器6热流体出口和冷凝
水储罐连接；冷凝水输送泵出料侧通过管道与第一冷凝器4的排水口、第二冷凝器5的排水口和淡水储罐连接。
[0008]优选地，预热器6为间壁式换热器。
[0009]优选地，第一膜组件1为中空纤维膜组件、第二膜组件2为中空纤维膜组件、第三膜组件3为中空纤维膜组件。
[0010]料液在组件壳程循环，下进上出；载气在组件管程循环，上进下出。
[0011]优选地，第一冷凝器4为直接接触式冷凝器。
[0012]优选地，第二冷凝器5为直接接触式冷凝器。
[0013]鼓风机12为中压鼓风机或高压鼓风机，进气管路最好配有空气过滤器。
[0014]优选地，热源为蒸汽或热水。
[0015]本专利技术的优点和积极效果是：
[0016]1、本专利技术进料温度≥75℃，可采用蒸汽或热水作为热源，可有效利用低品位热源。
[0017]2、本专利技术中空纤维膜组件采用串联连接，料液循环温度逐级降低，相邻膜组件进料温差为5
‑
10℃，有效提高系统的热循环利用率。
[0018]3、料液在各膜组件壳程循环，下进上出，有利于料液显热充分利用；载气在组件管程循环，上进下出，有利用于防止凝结水蒸气在管程底部聚集，增加气侧阻力；
[0019]4、本专利技术采用直接接触冷凝器，可实现高不凝气占比蒸汽的高效冷凝。
[0020]5、本专利技术采用空气闭循环，可避免湿空气排放造成的产水量减少以及系统热量的流失。
[0021]6、本专利技术采用料液作为冷却水，同时对第一膜组件热品位较高的浓水进行热能回收，作为原料水补水，提高系统热利用率，降低系统能耗。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术做进一步详述，应该指出，以下旨在对本申请提供进一步的说明，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。
[0025]一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统，见图1，包括第一膜组件1、第二膜组件2、第三膜组件3，第一冷凝器4、第二冷凝器5，预热器6，冷凝水储罐7，淡水储罐8，冷却水泵9，冷凝水输送泵10，淡水输送泵11，鼓风机12，第一膜组件1的膜丝壳程出口通过管道分别与第二膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第二膜组件2的膜丝壳程出口通过管道分别与第三膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第三膜组件3的膜丝壳程出口通过管道分别与浓水排放管和预热器的冷流体进口连接；空气通入管连接鼓风机12后再依次与第三膜组件3的管程入口、第二膜组件2的管程入口和第一膜组件1的管程入口连接；第一膜组件1的管程出口通过管道与第一冷凝器4的热流体入口连接；第二膜组件2的管程出口和第三膜组件3的管程出口通过管道与第二冷凝器5的热流体入口连接；第一冷凝器
4的冷流体入口和第二冷凝器的冷流体入口通过管道与冷却水泵9连接后再与料液进液管连接；第一冷凝器4的冷流体出口通过管道分别与预热器6的冷流体进口、第二冷凝器的冷流体出口、料液排放管连接；第一冷凝器4的热流体出口和第二冷凝器5的热流体出口通过管道与空气排放管连接；热源管与预热器6的热流体进口连接；预热器6的热流体出口分别与不凝气排放管和冷凝水储罐7连接；预热器6的冷流体出口通过管道与第一膜组件的膜丝壳程入口连接；淡水输送泵11进料侧通过管道分别连接淡水储罐8和冷凝水储罐7连接，淡水输送泵出料侧连接产水排放管；冷凝水输送泵10进料侧通过管道与预热器6热流体出口和冷凝水储罐连接；冷凝水输送泵出料侧通过管道与第一冷凝器4的排水口、第二冷凝器5的排水口和淡水储罐连接。
[0026]预热器6为间壁式换热器。
[0027]第一膜组件1为中空纤维膜组件、第二膜组件2为中空纤维膜组件、第三膜组件3为中空纤维膜组件。
[0028]料液在组件壳程循环，下进上出；载气在组件管程循环，上进下出。
[0029]第一冷凝器4为直接接触式冷凝器。
[0030]第二冷凝器5为直接接触式冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用串联进料的气扫膜蒸馏系统，包括第一膜组件(1)、第二膜组件(2)、第三膜组件(3)，第一冷凝器(4)、第二冷凝器(5)，预热器(6)，冷凝水储罐(7)，淡水储罐(8)，冷却水泵(9)，冷凝水输送泵(10)，淡水输送泵(11)，鼓风机(12)，其特征是第一膜组件(1)的膜丝壳程出口通过管道分别与第二膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第二膜组件(2)的膜丝壳程出口通过管道分别与第三膜组件的膜丝壳程入口和预热器冷流体进口连接；第三膜组件(3的膜丝壳程出口通过管道分别与浓水排放管和预热器的冷流体进口连接；空气通入管连接鼓风机(12)后再依次与第三膜组件(3)的管程入口、第二膜组件(2)的管程入口和第一膜组件(1)的管程入口连接；第一膜组件(1)的管程出口通过管道与第一冷凝器(4)的热流体入口连接；第二膜组件(2)的管程出口和第三膜组件(3的管程出口通过管道与第二冷凝器(5的热流体入口连接；第一冷凝器(4的冷流体入口和第二冷凝器的冷流体入口通过管道与冷却水泵(9)连接后再与料液进液管连接；第一冷凝器(4)的冷流体出口通过管道分别与预热器(6)的冷流体进口、第二冷凝器的冷流体出口、料液排放管连接；第一冷凝器(4)的热流体出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓晨，徐克，刘艳辉，徐国荣，李强，
申请(专利权)人：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：