一种节能式减压膜蒸馏组件装置及方法制造方法及图纸

一种节能式减压膜蒸馏组件装置及方法，该组件装置包括一个或多个组件单元，组件单元是由膜组件组和换热组件组构成的，组件单元内的膜组件组和换热组件组间隔排列串联组合，组件单元内的膜组件组和换热组件组可以单组组合也可以多组组合。本发装置及方法具有热能消耗低、结构简单、设备集成化程度高、操作成本低、应用范围宽等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分离装置，具体讲涉及节能减压膜蒸馏组件装置 及方法。
技术介绍
膜蒸馏是一种在脱盐、浓缩、结晶、分离、水处理等领域具有广 5乏应用前景的纟支术。减压膜蒸馏是多种膜蒸馏形式中的一种，具有传导热损失少等优 点。本专利技术针对减压膜蒸馏的特点研制出了能够进^f亍热量高效利用的 减压膜蒸馏组件装置及方法，能够显著提高减压膜蒸馏过程中的热利 用率、提高生产效率、大幅降低运行过程中的热消耗及生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够显著降低热量消耗的减压膜蒸馏 组件装置及方法。本专利技术是通过下述4支术方案加以实现的， 一种具备热量热回收功 能的减压膜蒸馏组件装置，该组件装置包括一个或多个组件单元。如图l所示，组件单元是由膜组件组和换热组件组构成的，组件 单元内的膜组件组和换热组件组间隔排列串联组合，组件单元内的膜 组件组和换热组件组可以单组组合也可以多组组合。所述的组件单元 还包括另外一个与末级换热组件组相连的换热组件或换热组件组。所述的膜组件组是由一个以上串联的框式中空纤维膜组件组成的；膜组件组内的第一级膜组件的一个端盖与其相邻第二级膜组件同 侧的端盖相连通，第二级膜组件另 一端的端盖同与其相邻第三级膜组 件同侧的端盖相连通，如此顺序串联排列的膜组件的端部相互连通。 所述的换热组件组是由一个或一个以上串联的框式换热组件组 成的；换热组件组内多个串联排列的第一级换热组件的一个端盖与其 相邻第二级换热组件同侧的端盖相连通，第二级换热组件另一端的端 盖同与其相邻第三级换热组件同侧的端盖相连通，如此顺序串联:排列的换热组件的端部相互连通。所述的组件单元内相邻膜组件组和换热组件组之间相邻的未连 接组件端盖之间相互连通。所述的组件单元的两端各有一个封盖，其中与最后一个换热组件 相连的封盖上有一个流体进出口。所述的组件单元的下侧-没有一个或多个排液口 。 所述的组件单元在使用时可为卧式、立式或斜式。所述的框式中空纤维膜组件(如图2所示)包括组件槽体以及在 槽体内均匀排列的疏水性多孔中空纤维膜，中空纤维膜的两端分别被 固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端分别与一个有流体进出口的 端盖相连接。所述的框式换热组件(如图3所示)为各种具有框式结构的管壳 式换热组件，换热组件包括组件槽体以及在槽体内均匀排列的换热 管，换热管的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端分别与一个有液体进出口的端盖相连接；所述的换热管包括金属换热 管、塑料换热管和其它材质的换热管以及各种材质具有薄壁小外径的中空纤维换热管；所述的框式换热组件具有与框式中空纤维膜组件相 同或相近的内部长宽尺寸。所述的框式中空纤维膜组件和框式换热组件的内部宽度为 0. 04 ~ 4米，长度为0. 04 4米，深度为0. 02 ~ 2米。所述的组件单元的结构可为一体式结构，以疏水性多孔中空纤维 膜组成的膜组件单元和以换热管组成的换热组件单元按照图1所示 的排列方式分别平行装填在同一个组件槽体内，中空纤维膜和换热管 的两端分别#1固定密封在槽体的两端，每一个膜组件单元和换热组件 单元的两端都分别与一个有液体进出口的端盖相连接；组件槽体内相 邻串联的膜组件单元组成一个膜组件单元组，相邻串联的换热組件单 元组成一个换热组件单元组；除组件槽体内第一级膜组件单元的一个 端盖之外，其另一端盖同相邻的第二级膜组件单元的一个端盖相连 通，第二级膜组件单元的另一个端盖同与其相邻的第三级膜组件单元 的一个端盖相连通，依次不同膜组件单元之间、膜组件单元和换热组 件单元之间以及换热组件单元之间的同侧相邻端盖相互连通；所述6 一体式组件单元还包括另外一个与末级换热组件单元相连的换热组 件单元组或换热组件组。所述的一体式组件单元的两端各有一个封 盖，其中与最后一个换热单元或换热组件相连的封盖上有一个流体进6出口 ；所述的一体式组件单元的下侧设有一个或多个排液口 。一种能够显著降低热消耗的减压膜蒸馏方法，其特征在于包括以下过程A物料液预处理物料液须经过适当的预处理除去其中的固体颗粒、悬浮物、凝胶 等可能对中空纤维膜造成污染的成份。 B热物料液的减压膜蒸馏及热量回收在使用本专利技术的组件单元进行减压膜蒸馏时，料液流经中空纤维 膜和换热管的内腔，真空负压施加于中空纤维膜和换热管的外侧。经过预处理并被加热至预设温度(40至IO(TC )的物料液进入第 一级膜组件或膜组件单元后沿中空纤维膜内腔从其一端流向另 一端， 可挥发组份在物料液一膜的界面上蒸发，蒸气通过膜孔扩散到达中空 纤维膜的外侧；经过蒸发后的料液以相反的方向直接进入第二级膜组 件或膜组件单元中空纤维膜的内腔，在第二级膜组件或膜组件单元内 进行再蒸发；第 一级膜组件或膜组件单元内产生的蒸气在真空负压的 作用下进入与之相邻的第二级膜组件或膜组件单元，同中空纤维膜内 流动的料液进行热交换，部分蒸气冷凝为液体；经过同时加温与蒸发 的料液进入下一级膜组件或膜组件单元进行着同样的加温与蒸发过 程，以此类推到达末级膜组件或膜组件单元；从末级膜组件或膜组件中换热管的内腔同从末级膜组件或膜组;单元抽l的i气进行热交换，料液被进一步加温，部分蒸气被冷凝。如果组件单元内存在多组间隔排列串联组合的膜组件组或膜组 件单元组和换热组件组或换热组件单元组，则经过上述第一级组合的 膜组件组或膜组件单元组和换热组件组或换热組件单元组的蒸发与 加温后的料液进入第二级组合，继续着与第 一级组合相同的蒸发与加 温过程，以此类推到达最后一级组合；最后一级组合未被冷凝的蒸气 则通过组件单元最后串联的换热组件组或换热组件单元组同低温补在组件单元内经过多级的蒸发和热回收工艺过程后，料液内的可 挥发组分在相当程度上被分离出去，同时料液被浓缩至一定浓度；若料液需要#^进一步蒸馏，则从末级换热组件组或换热组件单元组内流 出的低温料液被补充热量进一步加温至预设温度后重新进入膜蒸馏 组件装置进行循环蒸发直至达到预期效果。冷凝液通过设置于组件单元下部的排液口排出组件单元。 根据规4莫要求，可通过增加组件单元的数量、组件单元内膜组件 组或膜组件单元组的数量和换热组件组或换热组件单元组的数量、膜 组件组或膜组件单元组内膜组件或膜组件单元的数量和换热組件组 或换热组件单元组内换热组件或换热组件单元的数量以提高设备的 料液处理量和规4莫。本专利技术的节能式减压膜蒸馏组件装置及方法具有热消耗低、结构 简单、设备集成化程度高、操作成本低、应用范围宽等优点。 附图说明图1是组件单元装置示意图1-1、膜组件Mll、M12、......Mlx、......Mle分别表示第一级组合中第一级、第二级、.....第x级至末级中空纤维膜组件，1-2、膜组件M21、M22、 ...M2x、 ...M2e分别表示第二级组合中第一级、第二级、.. .-第 x级至末级中空纤维膜组件，2-1、 Hl表示第一级组合中的换热组件 或换热组件组，2-2、 H2表示第二级组合中的换热组件或换热组件组， 2-3、 Hf表示组件单元中最后一级换热组件或换热组件组，3、膜组 件侧封盖，4、换热組件侧封盖，5、有液体进出口的膜组件及换热组 件端盖，6、液体管路，7、物料液进口， 8、物料液出口， 9、冷却液 或气进口， 10、冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减压膜蒸馏组件装置，该组件装置包括一个或多个组件单元，其特征在于所述的组件单元是由膜组件组和换热组件组构成的，组件单元内的膜组件组和换热组件组间隔排列串联组合，组件单元内的膜组件组和换热组件组可以单组组合也可以多组组合。

【技术特征摘要】
1、一种减压膜蒸馏组件装置，该组件装置包括一个或多个组件单元，其特征在于所述的组件单元是由膜组件组和换热组件组构成的，组件单元内的膜组件组和换热组件组间隔排列串联组合，组件单元内的膜组件组和换热组件组可以单组组合也可以多组组合。2、 按照权利要求1的减压膜蒸馏组件装置，其特征是组件单元中的 膜组件组是由一个以上串联的框式中空纤维膜组件组成的;所述的框式中 空纤维膜组件包括组件槽体以及在槽体内均匀排列的疏水性多孔中空纤维 膜，中空纤维膜的两端分别被固定密封在槽体的两端，组件槽体的两端分 别与一个有流体进出口的端盖相连接；膜组件组内的第一级膜组件的一个 端盖与其相邻第二级膜组件同侧的端盖相连通，第二级膜组件另 一端的端 盖同与其相邻第三级膜组件同侧的端盖相连通，如此顺序串联排列的膜组件的端部相互连通。3、 按照权利要求l的减压膜蒸馏组件装置，其特征是组件单元中的 换热组件组是由一个或一个以上串联的框式换热组件组成的；所述的框式 换热组件为各种具有框式结构的管壳式换热组件，换热组件包括组件槽体 以及在槽体内均勻排列的换热管，换热管的两端分别被固定密封在槽体的 两端，组件槽体的两端分别与一个有液体进出口的端盖相连接；所述的换 热管包括金属换热管、塑料换热管和其它材质的换热管以及各种材质具有 薄壁小外径的中空纤维换热管；换热组件组内多个串联排列的第一级换热 组件的一个端盖与其相邻第二级换热组件同侧的端盖相连通，第二级换热 组件另 一端的端盖同与其相邻第三级换热组件同侧的端盖相连通，如此顺 序串联排列的换热组件的端部相互连通；所述的框式换热组件具有与框式中空纤维膜组件相同或相近的内部长宽尺寸。4、 按照权利要求1的减压膜蒸馏组件装置，其特征在于所述的组件单 元内相邻膜组件组和换热组件组之间相邻的未连接组件端盖之间相互连 通。5、 按照权利要求l的减压膜蒸馏组件装置，其特征在于所述的组件单 元还包括另外一个与末级换热组件组相连的换热组件组。6、 按照权利要求1的减压膜蒸馏组件装置，其特征在于所述的组件单 元的两端各有一个封盖，其中与最后一个换热组件相连的封盖上有一个流 体进出口。7、 按照权利要求l的减压膜蒸馏组件装置，其特征在于所述的组件单 元的下侧设有一个或多个排液口 。8、 按照权利要求1的减压膜蒸馏组件装置，其特征在于所述的组件单 元的结构可为一体式结构，以疏水性多孔中空纤维膜组成的膜组件单元和 以换热管组成的换热组件单元按照图1所示的排列方式分别平行装填在同 一个组件槽体内，中空纤维膜和换热管的两端分别被固定密封在槽体的两 端，每一个膜组件单元和换热组件单元的两端都分别与一个有液体进出口 的端盖相连接；组件槽体内相邻串联的膜组件单元组成一个膜组件单元组， 相邻串联的换热组件单元组成一个换热组件单元组；除...

【专利技术属性】
技术研发人员：董为毅，王宏涛，
申请(专利权)人：天津海之凰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]