一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统技术方案

一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统，包括料液池

【技术实现步骤摘要】
一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统


[0001]本专利技术涉及膜蒸馏系统
，特别是涉及一种可回收冷凝热量的膜蒸馏系统
。

技术介绍

[0002]膜蒸馏技术是一种利用疏水微孔膜特性，以膜两侧的蒸汽压力差为传质驱动力，使流经料液中的水蒸气通过膜进入到低压侧，之后通过冷凝将其转变为水的一种分离工艺过程
。
其广泛引用于海水淡化
、
污水处理
、
超纯水的制备
、
共沸混合物的分离等相关领域
。
膜蒸馏技术已取得了快速发展，但仍存在诸多亟待解决的问题，除去有关膜的制备问题外，在整个膜蒸馏过程中，涉及到的传热过程多且杂，整个系统的能源利用率较低，内部有大量的低品位热源未被充分利用，因此，本专利提出一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统装置用以提升整个膜蒸馏系统的能量利用效率
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统，用以提高膜蒸馏系统的能量利用效率
。
[0004]一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统，其特征在于，包括料液池
、
泵系统
、
膜装置
、
压缩机
、
换热管，所述料液池与所述泵系统相连，所述料液池内的料液经所述泵系统增压后可以流入所述膜装置，所述膜装置包括潜热换热区
、
膜
、
低压室，所述潜热换热区与所述低压室之间设置所述膜，所述潜热换热区中的料液中的水蒸气在所述膜两端压力差的作用之下通过所述膜进入所述低压室中，所述低压室与所述压缩机相连，所述压缩机与所述换热管相连，所述换热管位于所述潜热换热区，所述低压室内的气体经所述压缩机压缩后变成高温高压流体进入所述换热管在潜热换热区内与料液进行换热
。
通过潜热换热区的设置，可以充分利用水蒸气冷凝过程中释放的热量，用于加热料液，使得料液温度升高，促使部分水蒸气蒸发，同时降低水蒸气在料液中的溶解度，进而提升水蒸气的含量，提高膜的蒸馏效率
。
[0005]进一步，包括预热器，所述泵系统与预热器相连，经所述泵系统增压后的料液作为所述预热器参与换热的流体之一在预热器中升温，然后流入所述潜热换热区；所述所述潜热换热区中经膜作用浓缩后的料液流入所述预热器，预热经所述泵系统增压后的料液
。
通过预热器的设置，一方面可以进一步利用水蒸气冷凝过程中释放的热量，预热原始料液，进而提升系统的能量利用效率，另一方面，降低高浓度料液的温度，避免因温度过高使排放的料液对原有生态造成影响
。
[0006]进一步，包括单向阀
、
储液罐，所述储液罐与所述换热管相连，经所述换热管释放热量冷凝后的水可以进入所述储液罐内储存，所述单向阀设置于所述换热管与所述储液罐之间
。
[0007]进一步，所述泵系统包括第一水泵
、
阀门
、
第二水泵
。
[0008]进一步，所述换热管为蛇形换热管
。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的冷凝热量可回收的膜蒸馏系统的一种实施方式的系统图
。
具体实施方式
[0010]图1示意了一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统
10
，该冷凝热量可回收的膜蒸馏系统包括料液池
11、
泵系统
12、
预热器
13、
膜装置
14、
储液罐
15、
压缩机
16、
单向阀
17、
换热管
18。
[0011]泵系统
12
包括第一水泵
121、
阀门
122、
第二水泵
123。
第一水泵可以实现原料液抽取的作用，第二水泵
123
可以实现为抽取的料液进一步增压的目的
。
阀门
122
可以起控制作用
。
[0012]料液池
11
与泵系统
12
相连，泵系统
12
可以为料液池内的原料液增压，能够使原料液从料液池
11
中抽出进入管道流向整个系统
。
泵系统
12
与预热器
13
相连，经泵系统
12
增压后的料液作为预热器
13
参与换热的流体之一在预热器中升温，一方面，由于温升，料液中的水蒸气含量提升，另一方面，温升会使气体溶解度降低，气体从液体中析出
。
因此，预热器
13
的设置可以使后续过程中膜通量增大从而提升整个系统的整流效率
。
[0013]膜装置
14
包括潜热换热区
141、
膜
142、
低压室
143。
[0014]潜热换热区
141
与低压室
143
之间设置膜
142
，由于膜
142
的疏水性，潜热换热区
141
中的料液中的水直接流经膜
142
表面，潜热换热区
141
中的料液中的水蒸气在膜
142
两端压力差的作用之下通过膜
142
进入低压室
143
中
。
[0015]潜热换热区
141
与预热器
13
相连，经预热器
13
预热后的料液进入潜热换热区
141。
[0016]低压室
143
与压缩机
16
通过管道相连，低压室
143
内的水蒸气可以经压缩机压缩变为高温高压的水蒸气进入位于潜热换热区
141
内的换热管
18。
在图1所示的实施例中，换热管采用蛇形换热管
。
[0017]在潜热换热区
141
中，高温高压的水蒸气与料液进行热交换，水蒸气释放热量后至少部分冷凝为液态水，流入出水罐
15
中储存，而料液吸收水蒸气冷凝释放的热量后进一步浓缩，水蒸气的溶解度随温度升高进一步下降，同时有一部分水升温蒸发，因此，可以使更多的水蒸气通过膜
142
进入低压室
143。
[0018]潜热换热区
141
中的料液经膜蒸馏后变成了温度较高同时浓度较大的高浓度浓缩料液
。
高浓度浓缩料液经管道进入预热器
13
参与换热，为经泵升压后的料液提供热量预热
。
预热料液，一方面可以为初始料液加温，提高蒸馏效率，另一方面可以降低自身温度，避免因温度过高使排放的料液对原有生态造成影响
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种冷凝热量可回收的膜蒸馏系统，其特征在于，包括料液池
、
泵系统
、
膜装置
、
压缩机
、
换热管，所述料液池与所述泵系统相连，所述料液池内的料液经所述泵系统增压后可以流入所述膜装置，所述膜装置包括潜热换热区
、
膜
、
低压室，所述潜热换热区与所述低压室之间设置所述膜，所述潜热换热区中的料液中的水蒸气在所述膜两端压力差的作用之下通过所述膜进入所述低压室中，所述低压室与所述压缩机相连，所述压缩机与所述换热管相连，所述换热管位于所述潜热换热区，所述低压室内的气体经所述压缩机压缩后变成高温高压流体进入所述换热管在潜热换热区内与料液进行换热
。2.
根据权利要求1所述的冷凝热量可回收的膜蒸馏系统，其特征在于，包括预热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐象国，车铭江，郭子啸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：