蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，驱动蒸汽连接蒸汽热压缩器进口，该蒸汽热压缩器连接真空膜蒸馏装置透过侧，蒸汽热压缩器出口和换热器加热侧蒸汽进口相连，换热器加热侧出口和预热器第一加热侧进口相连，冷凝器冷凝侧出口通过冷凝液泵也与预热器第一加热侧进口相连，膜蒸馏浓缩液出口和预热器第二加热侧进口相连，预热器被加热料液进口与原料泵相连；预热器被加热料液出口和冷凝器原料液侧进口相连，冷凝器原料液侧出口与换热器被加热侧进口相连，换热器被加热侧出口与膜蒸馏原料液进口相连。本发明专利技术节约能源，具有装置简单、操作、运行可靠、节能和环保特点，是一种工艺、设备及操作都相对简单的膜蒸馏过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离
，涉及减压膜蒸馏，尤其是一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置。
技术介绍
膜蒸馏是以疏水膜两侧挥发性组分的蒸汽压差为推动力实现物质分离的过程，挥发性组分以气态分子的形式扩散通过膜孔，在膜的另一侧被直接冷凝或抽出外部冷凝。膜蒸馏能够在较低的负压和较低的溶液温度下实现蒸馏过程，对无机盐、大分子等不挥发组分的截留率接近100%。膜蒸馏装置采用平板式高分子疏水膜或中空纤维高分子疏水膜，装填密度大，防腐性能好，设备制造成本低，并且可处理高浓度废水，因此日益受到研究者的重视，成为膜分离和水处理技术的发展方向之一。但膜蒸馏是相变过程，靠外部热量输入或物料降温放热使挥发性组分气化，进而实现物质的分离，需要消耗一定能量。目前，膜蒸馏过程中透过高分子疏水膜的挥发性组分直接在环境条件下冷凝，其冷凝潜热没有得到利用，低热量利用率成为阻碍膜蒸馏技术广泛应用的障碍。通过检索，发现如下两篇公开专利文献1、一种鼓气减压膜蒸懼装置及方法(CN101664642),包括依次连接的下述部件在原水侧设置的水槽；连接于水槽上的水泵，抽吸水槽中的原水；设置于水泵下游的压缩空气进口，用于向原水鼓入低压压缩空气；气液混合器，用于混合压缩空气和液体，形成气液混合流体；疏水膜组件，处理气液混合流体；在疏水膜组件出水侧设置负压产生装置。本专利技术在膜的原水侧鼓入压缩空气的同时，在膜的出水侧施加负压。在负压的抽吸作用下，水蒸汽与部分压缩空气一起透过疏水膜。2、一种利用直接蒸汽压缩热泵进行真空膜蒸馏的方法及装置(CN101797479A)，通过采用一个蒸汽压缩机直接对膜组件透过侧的蒸汽进行压缩，将压缩后的高温高压蒸汽依次通过一个加热器和一个预热器，同时将原料也通过加热器和预热器。在这个过程中，利用该蒸汽的温度与原料进行热交换，即实现蒸汽的冷凝、降温释放热量，从而不需要额外的制冷工质及其蒸发器和冷凝器，并且利用蒸汽压缩机在吸入蒸汽时形成的负压作为真空源，从而省去真空泵；同时，将从膜组件出来的浓缩物通过一个预热器与原料进行热交换。通过技术对比，第二篇公开专利文献与本专利申请有类似之处，但技术方案不十分相同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，该装置结构简单，运行可靠，热利用效率高，操作费用低。本专利技术是通过下述技术方案加以实现的一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，包括蒸汽热压缩器、真空膜蒸馏装置、预热器、冷凝器、换热器、原料槽、原料泵及冷凝液泵，其特征在于驱动蒸汽连接蒸汽热压缩器进口，该蒸汽热压缩器连接真空膜蒸馏装置透过侧，蒸汽热压缩器出口和换热器加热侧蒸汽进口相连，换热器加热侧出口和预热器第一加热侧进口相连，冷凝器冷凝侧出口通过冷凝液泵也与预热器第一加热侧进口相连，膜蒸馏浓缩液出口和预热器第二加热侧进口相连，预热器被加热料液进口与原料泵相连，原料泵连接原料槽；预热器被加热料液出口和冷凝器原料液侧进口相连，冷凝器原料液侧出口与换热器被加热侧进口相连，换热器被加热侧出口与膜蒸馏原料液进口相连。而且，原料液通过旁路管道直接与冷凝器原料液侧进口相连，经冷凝器和换热器两次换热后进入真空膜蒸馏装置。而且，所述真空膜蒸馏装置采用聚丙烯多孔膜，孔径0.2 μ m，有效膜面积0.2m2。本专利技术的优点和积极效果是:1、本专利技术利用一定压力的输入蒸汽，通过一个蒸汽热压缩器，将膜蒸馏透过侧的蒸汽部分抽出，循环利用蒸汽潜热，同时维持膜蒸馏透过侧的真空条件，省却了真空泵等装置。2、本专利技术利用一定压力的输入蒸汽，通过一个蒸汽热压缩器，将膜蒸馏透过侧的部分蒸汽压缩、提升温度后送至换热器，膜蒸馏透过侧的其余蒸汽送至冷凝器与原料液进行热量交换，蒸汽利用自身与原料液的温度差在换热器中与原料液进行热量交换，蒸汽冷凝、降温释放热量，原料液温度得到提升，实现透过侧蒸汽热量的重复利用。3、本专利技术利用膜蒸馏过程浓缩液的温度与膜蒸馏进料在预热器中进行热量交换，提升进料液温度，减少排放浓缩液携带的热量，提高热利用率。4、本专利技术节约能源，具有装置简单、操作、运行可靠、节能和环保特点，是一种工艺、设备及操作都相对简单的膜蒸馏过程。附图说明图1为本专利技术的装置结构示意图。具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，包括蒸汽热压缩器3、蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置2 (以下简称真空膜蒸馏装置)、预热器8、冷凝器4、换热器1、原料槽11、原料泵10及冷凝液泵5，真空膜蒸馏装置采用聚丙烯多孔膜，孔径0.2 μ m，有效膜面积0.2m2 ;预热器、冷凝器、换热器、原料槽、原料泵及冷凝液泵为现有技术产品。真空膜蒸馏装置的具体结构及连接参见图1，驱动蒸汽连接蒸汽热压缩器进口，该蒸汽热压缩器连接真空膜蒸馏装置透过侧，以抽吸真空膜蒸馏装置透过侧的部分蒸汽，循环利用蒸汽潜热，同时维持膜蒸馏透过侧的真空条件；真空膜蒸馏装置透过侧的一部分蒸汽进入蒸汽热压缩器，膜蒸馏透过侧的其余蒸汽进入冷凝器冷凝侧。蒸汽热压缩器出口和换热器加热侧蒸汽进口相连，换热器加热侧出口和预热器第一加热侧6进口相连，冷凝器冷凝侧出口通过冷凝液泵也与预热器第一加热侧进口相连，膜蒸馏浓缩液出口和预热器第二加热侧7进口相连，预热器被加热料液进口与原料泵相连，原料泵连接原料槽；预热器被加热料液出口和冷凝器原料液侧进口相连，冷凝器原料液侧出口与换热器被加热侧进口相连，换热器被加热侧出口与膜蒸馏原料液进口相连。若原料液初始温度较高，也可不经过预热器，通过旁路管道9直接与冷凝器原料液侧进口相连，经冷凝器和换热器两次换热后进入真空膜蒸馏装置。本专利技术的工作原理是:蒸汽热压缩器出口蒸汽与未进入蒸汽热压缩器的膜蒸馏透过侧其余蒸汽分别在换热器及冷凝器中冷凝、降温，将热量传至被加热料液。膜蒸馏浓缩液和换热器、冷凝器冷凝侧排出的蒸汽冷凝液经两个通道与原料液换热，提升原料液的温度；降温后的膜蒸馏浓缩液排出系统，蒸汽冷凝液作为纯水收集。经预热器，冷凝器和换热器三次换热后，具有较高温度的原料液进入真空膜蒸馏装置，利用疏水膜两侧的蒸汽压差，实现物料的分离。具体案例:装置如安装在一撬座上，驱动蒸汽来自于锅炉。设备外形尺寸为:IOOOmmX 500mmX 1000mm。海水(含盐量35000mg/L)经过预热器，冷凝器和换热器三次换热后进入真空膜蒸馏装置，真空膜蒸馏装置采用聚丙烯多孔膜，孔径0.2 μ m，有效膜面积0.2m2。来自锅炉的驱动蒸汽压力为0.3MPa，流量为1.765kg/h ;进入真空膜蒸馏装置的原料液温度为80°C，膜蒸馏抽真空侧真空度0.07MPa，造水比为4。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，包括蒸汽热压缩器、真空膜蒸馏装置、预热器、冷凝器、换热器、原料槽、原料泵及冷凝液泵，其特征在于：驱动蒸汽连接蒸汽热压缩器进口，该蒸汽热压缩器连接真空膜蒸馏装置透过侧，蒸汽热压缩器出口和换热器加热侧蒸汽进口相连，换热器加热侧出口和预热器第一加热侧进口相连，冷凝器冷凝侧出口通过冷凝液泵也与预热器第一加热侧进口相连，膜蒸馏浓缩液出口和预热器第二加热侧进口相连，预热器被加热料液进口与原料泵相连，原料泵连接原料槽；预热器被加热料液出口和冷凝器原料液侧进口相连，冷凝器原料液侧出口与换热器被加热侧进口相连，换热器被加热侧出口与膜蒸馏原料液进口相连。

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽热压缩减压膜蒸馏装置，包括蒸汽热压缩器、真空膜蒸馏装置、预热器、冷凝器、换热器、原料槽、原料泵及冷凝液泵，其特征在于:驱动蒸汽连接蒸汽热压缩器进口，该蒸汽热压缩器连接真空膜蒸馏装置透过侧，蒸汽热压缩器出口和换热器加热侧蒸汽进口相连，换热器加热侧出口和预热器第一加热侧进口相连，冷凝器冷凝侧出口通过冷凝液泵也与预热器第一加热侧进口相连，膜蒸馏浓缩液出口和预热器第二加热侧进口相连，预热器被加热料液进口与原料泵相连，原料泵连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：解奥，
申请(专利权)人：解奥，
类型：发明
国别省市：