一种中空纤维膜蒸馏器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中空纤维膜蒸馏器，属于膜分离装置领域。该中空纤维膜蒸馏器的外形为一个矩形体，所述的矩形体是由上下两端的膜固定分配头与该两个膜固定分配头相连接的侧面挡板和端面挡板构成，矩形体内设置相间排列的中空管单元和中空纤维膜单元及隔网，在端面挡板上开设料液进出口。本实用新型专利技术中空纤维膜蒸馏器具有制作简单、便于密封、热效率高的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种中空纤维膜蒸馏器，属于膜分离装置领域。
技术介绍
膜蒸馏是一种新型膜分离技术，膜蒸馏由于是一个有水相变的过程被认为是一种耗能较高的技术，如果热量不能有效回收，将引起能量方面的高操作成本。目前的膜蒸馏器的结构形式有板框式、圆管式、螺旋卷式、中空纤维式，其中，中空纤维式膜组件主要的结构是管/壳式结构，其中管是中空纤维膜，壳一般是圆管，这种中空膜组件存在不足之处不能回收热量，制造工艺比较复杂，特别是密封问题得不到很好的解决。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种中空纤维膜蒸馏器，该中空纤维膜蒸馏器具有制作过程简单、密封效果好、便于操作和热回收效率高的特点。本技术是通过以下技术方案加以实现的一种中空纤维膜蒸馏器，该中空纤维膜蒸馏器的外形为一个矩形体，所述的矩形体是由上下两端的膜固定分配头及与该两个膜固定分配头相连接的四周挡板构成，矩形体内设置膜组件，其特征在于，膜固定分配头的一侧内表面为梳形槽结构，沿着槽长方向的两侧的槽壁上开设插槽，该插槽内插接矩形体的侧面挡板，在两槽壁之间设置多个固定小槽，各个固定小槽具有槽深相等、槽壁厚度相等和槽宽相等特点，而且每个固定小槽一端开口，另一端封口，相邻的两个固定小槽的开口和封口是相错排列的，在固定小槽的每一端设置一个横向集流槽，该横向集流槽与各个小槽的开口相通，在固定小槽内依次间隔固定中空管单元和中空纤维膜单元，在相邻的中空管单元和中空纤维膜单元之间布置一层金属或者塑料的隔网，在梳形槽两个槽端面固定矩形体的端面挡板，其中在矩形体的每块端面挡板的下部和上部分别设置与集流槽相通的通孔，并在其中的一块端面挡板上且位于梳形槽上表面之上开设一个通孔。上述结构的中空纤维膜蒸馏器，其中矩形体的侧面挡板与矩形体的端面挡板的高度相等，尺寸为100-5000 mm，宽度相等或不等，尺寸为30-5000 mm，固定小槽的深度为5-500 mm，宽度为1_10 mm，壁厚为0.5-10 mm，所采用的中空纤维膜是聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)或聚偏氟乙烯(PVDF)高聚物疏水性膜，中空纤维膜内径为O. 1-2 mm,中空纤维膜孔径为IX (10_4-10_3)mm，中空管的内径为O. 1-2 mm，壁厚为O. 1-2 mm，中空管的材料是塑料或金属。本技术的优点在于，该中空纤维膜蒸馏器制作过程简单、密封效果好、热效率高，该中空纤维膜蒸馏器通过膜固定分配头的固定小槽壁保证了中空纤维膜单元和中空管单元之间的间距，并且保证了中空纤维膜单元和中空管单元的彼此稳定定位。中空纤维膜单元和中空管单元之间布置一层隔网，可以约束中空纤维膜单元和中空管单元的各自运动，有效地防止中空纤维膜和中空管的直接接触。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。图2是图1中所示的从左侧观察的局部剖面图。图3是图1的膜固定分配头上沿着小槽横段面方向剖切的剖视图。图4是本技术的膜固定分配头结构示意图。图中1为上端膜固定分配头，2为端面挡板，3为侧面挡板，4为下端膜固定分配头，5为中空管单元，6为隔网，7为中空纤维膜单元，8为横向集流槽，9为原料液出口，10为原料液进口，11为馏出物出口，12为环氧树脂密封段，13为中空管单元中的一根中空管，14为中空纤维膜单元中的一根中空纤维膜，15为固定小槽壁，16为固定小槽，17为插槽。具体实施方式实施例1矩形体侧面挡板和端面挡板高均为1200 mm,其中侧面挡板宽为140 mm,端面挡板宽为160 mm;膜固定分配头水平宽度150 mm，前后宽度(长度)130mm，厚度(高度)50 mm;固定小槽长度为100 mm (固定小槽的长度小于膜固定分配头的前后宽度)，固定小槽的宽度为2 mm,固定小槽高度(深度)为40 mm,间距为2 mm ;中空纤维膜的有效长度1000 mm，所选中空纤维膜为聚丙烯(PP)膜，中空纤维膜的内径为O. 8 _，外径为1.2 _，中空纤维膜单元包括40根中空纤维膜，中空管为聚丙烯(PP)管，中空管的内径为O. 8 _1，外径为1.2 mm，中空管单元包括40根中空管，隔网采用塑料网，该中空纤维膜蒸馏器的有效膜面积为1. 5 m2。实施例2矩形体侧面挡板和端面挡板高均为1200 mm,其中侧面挡板宽为270 mm,端面挡板宽为610 mm ;膜固定分配头水平宽度600 mm,前后宽度(长度)260 mm,厚度(高度)50 mm ；固定小槽长度为230 mm,固定小槽的宽度为2 mm,固定小槽的高度为40 mm,间距为2 mm ；中空纤维膜的有效长度1000 mm，所选中空纤维膜为聚偏氟乙烯(PVDF)膜，中空纤维膜的内径为O. 5 _，外径为1.0 _，中空纤维膜单元包括100根中空纤维膜，中空管为聚丙烯(PP)管，中空管的内径为0.8 mm，外径为1.2 mm，中空管单元包括100根中空管，隔网采用塑料网，该中空纤维膜蒸馏器的有效膜面积为5.5 m2。具体工作过程上述结构的中空纤维膜蒸馏器，该中空纤维膜蒸馏器能够进行海水淡化、超纯水的制备、水溶液的浓缩和分离，以淡盐水溶液浓缩为例介绍该中空纤维膜蒸馏器的工作过程，首先将溶液进行预热，使温度达到30-100°C，热物料通过原料液进口 10进入中空纤维膜蒸馏器，通过横向集流槽8流入各个固定小槽16，热物料流入固定小槽16后流入中空纤维膜单元7进入中空纤维膜14，然后通过横向集流槽8进入原料液出口 9流出，其中热物料蒸发的水蒸气透过中空纤维膜14，在中空管壁冷凝后通过馏出物出口 11流出中空纤维膜蒸馏器，冷物料可以采用并流或逆流的形式流入中空管13，冷物料的进料温度为室温。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维膜蒸馏器，该中空纤维膜蒸馏器的外形为一个矩形体，所述的矩形体是由上下两端的膜固定分配头及与该两个膜固定分配头相连接的四周挡板构成，矩形体内设置膜组件，其特征在于，膜固定分配头的一侧内表面为梳形槽结构，沿着槽长方向的两侧的槽壁上开设插槽，该插槽内插接矩形体的侧面挡板，在两槽壁之间设置多个固定小槽，各个固定小槽具有槽深相等、槽壁厚度相等和槽宽相等特点，而且每个固定小槽一端开口，另一端封口，相邻的两个固定小槽的开口和封口是相错排列的，在固定小槽的每一端设置一个横向集流槽,该横向集流槽与各个小槽的开口相通,在固定小槽内依次间隔固定中空管单元和中空纤维膜单元，在相邻的中空管单元和中空纤维膜单元之间布置一层金属或者塑料的隔网，在梳形槽两个槽端面固定矩形体的端面挡板，其中在矩形体的每块端面挡板的下部和上部分别设置与集流槽相通的通孔，并在其中的一块端面挡板上且位于梳形槽上表面之上开设一个通孔。

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维膜蒸馏器，该中空纤维膜蒸馏器的外形为一个矩形体，所述的矩形体是由上下两端的膜固定分配头及与该两个膜固定分配头相连接的四周挡板构成，矩形体内设置膜组件，其特征在于，膜固定分配头的一侧内表面为梳形槽结构，沿着槽长方向的两侧的槽壁上开设插槽，该插槽内插接矩形体的侧面挡板，在两槽壁之间设置多个固定小槽，各个固定小槽具有槽深相等、槽壁厚度相等和槽宽相等特点，而且每个固定小槽一端开口，另一端封口，相邻的两个固定小槽的开口和封口是相错排列的，在固定小槽的每一端设置一个横向集流槽，该横向集流槽与各个小槽的开口相通，在固定小槽内依次间隔固定中空管单元和中空纤维膜单元，在相邻的中空管单元和中空纤维膜单元之间布置一层金属或者塑料的隔网，在梳形槽两个槽端面固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凭力，吴浩赟，耿洪鑫，常贺英，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：