專利名稱：一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置及蒸餾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置及蒸餾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
膜蒸餾(MD)是膜技術(shù)與蒸餾過(guò)程相結(jié)合的膜分離過(guò)程，它以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸氣壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸氣形式透過(guò)膜孔(如應(yīng)用在廢水凈化中，水以水蒸氣形式透過(guò)膜孔)，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。與其他常用分離過(guò)程相比，膜蒸餾具有分離效率高、操作條件溫和、對(duì)膜與原料液間相互作用及膜的機(jī)械性能要求不高、能夠處理反滲透等不能處理的高濃度廢水等優(yōu)點(diǎn)。目前，任何類型的膜蒸餾(包括；直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾、掃氣式膜蒸餾、減壓膜蒸餾等等)都存在一共同點(diǎn)，即膜與熱水側(cè)熱水直接接觸，不可避免的存在如下·缺點(diǎn)I)雖然膜蒸餾器采用的是疏水性膜，但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行存在膜污染可能；2)熱水側(cè)溶液不能接近溶質(zhì)的飽和溶解度，否則近膜側(cè)溶質(zhì)容易結(jié)晶析出，劃傷疏水膜，限制了進(jìn)ー步濃縮并造成系統(tǒng)停止工作。3)同一條件下(溫度、壓カ等)，由于溶液蒸發(fā)量及蒸餾膜限制，単位蒸餾膜產(chǎn)水量無(wú)法進(jìn)ー步提升。隨著企業(yè)用水量越來(lái)越大，水質(zhì)要求的提高，排水處理標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，但企業(yè)場(chǎng)地有限的情況下，需提供一種可以提高產(chǎn)水量的膜蒸餾裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置。本實(shí)用新型提出的一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，是在同一膜蒸餾裝置內(nèi)，蒸發(fā)與膜過(guò)濾為相對(duì)獨(dú)立単元。本實(shí)用新型提出的一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，由高分子保溫材料層I、箱體2、蒸汽收集管3、疏水膜、法蘭7、活接8、釋放器9、布?xì)馑?0、濃水出水管11、水蒸氣出氣管12和熱水進(jìn)水管13組成；其中，箱體2頂部及四周設(shè)有高分子保溫材料層1，箱體2內(nèi)自下而上分為蒸發(fā)區(qū)與膜過(guò)濾區(qū)，箱體2上部?jī)蓚?cè)設(shè)有水蒸氣出氣管12，疏水膜位于箱體2內(nèi)上部，其兩端分別連接高分子材料蒸汽收集管3，高分子材料蒸汽收集管3通過(guò)活接8和法蘭7連接，法蘭7固定于水蒸氣出氣管12 —端，實(shí)現(xiàn)與外圍蒸汽管聯(lián)通；箱體2下部一側(cè)設(shè)有熱水進(jìn)水管13，另ー側(cè)設(shè)有濃水出水管11，熱水進(jìn)水管13 —端連接布?xì)馑?0，布?xì)馑?0位于箱體2內(nèi)下部，布?xì)馑?0上設(shè)有釋放器9，通過(guò)釋放器9，形成微氣泡，増加了液體與氣體間接觸面積；微氣泡的走向?yàn)樽韵露?。本?shí)用新型中，所述疏水膜采用絲式膜4、板式膜5或筒式膜6中任ー種，所述絲式膜4、板式膜5和筒式膜6均采用高密度復(fù)合裂隙膜膜件。所述絲式膜4、板式膜5或筒式膜6的數(shù)量視具體情況而定。本實(shí)用新型中，絲式膜4或板式膜5可以采用立式安裝，絲式膜4或板式膜5位于兩根高分子材料蒸汽收集管3之間，相鄰的絲式膜4或板式膜5的間距視具體情況而定。本實(shí)用新型中，絲式膜4或板式膜5可以采用臥式安裝，絲式膜4或板式膜5自上而下布置，每根絲式膜4或板式膜5位于兩根高分子材料蒸汽收集管3之間，相鄰的絲式膜4或板式膜5的間距視具體情況而定。本實(shí)用新型中，當(dāng)采用筒式膜6吋，每根筒式膜6位于兩根高分子材料蒸汽收集管3之間，相鄰的筒式膜6的間距視具體情況而定。本實(shí)用新型中，在水蒸氣出氣管12外増加負(fù)壓，提高了水蒸氣蒸發(fā)量。本實(shí)用新型中，所述懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置在懸膜氣曝型同室絲式膜蒸餾系統(tǒng)中的應(yīng)用。所述系統(tǒng)由熱水箱14、熱水泵15、熱空氣泵16、閥門17、流量計(jì)18、定值器19、·氣水混合器20、懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21、真空泵22和冷凝器23組成，熱水箱14底部ー側(cè)出ロ通過(guò)熱水泵15、氣水混合器20進(jìn)水口和管道連接懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21的熱水進(jìn)水管13，懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21的濃水出水管11通過(guò)管道連接熱水箱14頂部ー側(cè)進(jìn)ロ或直接外排，熱空氣泵16依次通過(guò)閥門17、流量計(jì)18、定值器19連接氣水混合器20的進(jìn)氣ロ，懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21兩側(cè)的水蒸氣出氣管12通過(guò)管道和真空泵22連接冷凝器23，蒸汽在冷凝器23內(nèi)形成冷凝水，最終排出。本實(shí)用新型中，所述濃水出水管11可直接排出。本實(shí)用新型中，所述同室膜蒸餾裝置的蒸發(fā)區(qū)與膜過(guò)濾區(qū)相對(duì)獨(dú)立。本實(shí)用新型中，廢水蒸發(fā)和膜過(guò)濾相對(duì)獨(dú)立，解決了膜污染及析出物劃傷蒸餾膜的問(wèn)題。本實(shí)用新型中，通過(guò)釋放器9，形成微氣泡，増加了液體與氣體間接觸面積，提高了水蒸氣蒸發(fā)量。本實(shí)用新型中，微氣泡在上升過(guò)程中，増大了氣體與液體間的流動(dòng)速度，提高了水
蒸氣蒸發(fā)量。本實(shí)用新型中，絲式膜4、板式膜5和筒式膜6采用高密度復(fù)合裂隙膜膜件。眾所周知，提高蒸發(fā)量主要如下幾個(gè)途徑I)提高液體溫度；2)增加液體與空氣間接觸的表面積；3)增大液體上氣體流動(dòng)的速度；4)降低壓カ等。本實(shí)用新型提出一種懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，就是在液體溫度一定的情況下，通過(guò)增加接觸表面積、増大氣體流速和降低壓カ等措施，提高蒸發(fā)量，從而提高產(chǎn)水量，同時(shí)解決了目前膜蒸餾器存在膜污染，因結(jié)晶限制濃縮的難題。該發(fā)明通過(guò)增加液體與空氣間接觸的表面積、増大液體上氣體流動(dòng)的速度、降低壓カ等措施，進(jìn)ー步提高的膜蒸餾產(chǎn)水量。

圖I為本實(shí)用新型懸膜氣曝型同室絲式膜蒸餾裝置采用絲式膜4(立式安裝)的結(jié)構(gòu)圖示。圖2為本實(shí)用新型懸膜氣曝型同室絲式膜蒸餾裝置采用絲式膜4(臥式安裝)的結(jié)構(gòu)圖示。圖3為本實(shí)用新型懸膜氣曝型同室板式膜蒸餾裝置采用板式膜5 (立式安裝)的結(jié)構(gòu)圖示。圖4為本實(shí)用新型懸膜氣曝型同室板式膜蒸餾裝置采用板式膜5 (臥式安裝)的結(jié)構(gòu)圖示。圖5為本實(shí)用新型懸膜氣曝型同室板式膜蒸餾裝置采用筒式膜6的結(jié)構(gòu)圖示。圖6為本實(shí)用新型用于懸膜氣曝型同室膜蒸餾系統(tǒng)中的工作原理圖示。圖7為本實(shí)用新型用于ニ級(jí)懸膜氣曝型同室膜蒸餾系統(tǒng)中的工作原理圖示。 圖中標(biāo)號(hào)1高分子保溫材料層、2箱體、3蒸汽收集管、4絲式膜、5板式膜、6筒式膜、7法蘭、8活接、9釋放器、10布?xì)馑堋?1濃水出水管、12水蒸氣出氣管、13熱水進(jìn)水管、14熱水箱、15熱水泵、16熱空氣泵、17閥門、18流量計(jì)、19定值器、20氣水混合器、21懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置、22真空泵、23冷凝器。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)ー步說(shuō)明本實(shí)用新型。實(shí)施例I :如圖I-圖5所示，本實(shí)用新型提出的一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，由高分子保溫材料層I、箱體2、蒸汽收集管3、絲式膜4 (或板式膜5、或筒式膜6)、法蘭7、活接8、釋放器9、布?xì)馑?0、濃水出水管11、水蒸氣出氣管12和熱水進(jìn)水管13組成。其中，疏水膜(絲式膜4、板式膜5或筒式膜6)與高分子材料蒸汽收集管3連接，通過(guò)活接8與和法蘭7，實(shí)現(xiàn)與外圍蒸汽管聯(lián)通。箱體2頂部及四周設(shè)有高分子保溫材料層1，箱體2內(nèi)自下而上分為蒸發(fā)區(qū)與膜過(guò)濾區(qū)，箱體2上部?jī)蓚?cè)設(shè)有水蒸氣出氣管12，疏水膜位于箱體2內(nèi)上部，其兩端分別連接高分子材料蒸汽收集管3，實(shí)現(xiàn)與外圍蒸汽管聯(lián)通；箱體2下部一側(cè)設(shè)有熱水進(jìn)水管13，另ー側(cè)設(shè)有濃水出水管11，熱水進(jìn)水管13 —端連接布?xì)馑?0，布?xì)馑?0位于箱體2內(nèi)下部，布?xì)馑?0上設(shè)有釋放器9。如圖6所示，將懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置用于懸膜氣曝型同室膜蒸餾系統(tǒng)，其工作過(guò)程如下，位于熱水箱14內(nèi)待凈化廢水，通過(guò)熱水泵15，在氣水混合器20內(nèi)與來(lái)自熱空氣泵16，經(jīng)閥門17、流量計(jì)18、定值器19的熱空氣混合后，輸送至懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21，在釋放器9作用下，釋放出微氣泡，增加氣液接觸面積，上升過(guò)程同時(shí)，増加液體表面流速，在真空泵22作用下，蒸汽透過(guò)絲式膜4 (或板式膜5或筒式膜6)，沿管道進(jìn)入冷凝器23，蒸汽在冷凝器23內(nèi)形成冷凝水，最終凈水排出。整個(gè)膜蒸餾過(guò)程通過(guò)增加接觸表面積、増大氣體流速和降低壓カ等措施，提高蒸發(fā)量，從而提高產(chǎn)水量。濃水從懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置21的濃水出水管11排出，或回流至熱水箱14，整個(gè)膜蒸餾過(guò)程，濃液未和蒸餾膜接觸，因此不存在膜污染，更不存在析出的晶體劃傷蒸餾膜的現(xiàn)象。如圖7所示，將懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置用于ニ級(jí)懸膜氣曝型同室膜蒸餾系統(tǒng)，其工作過(guò)程如下，如圖6所示的ー級(jí)膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)出蒸汽，在真空泵22的作用下，進(jìn)入ニ級(jí)懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，蒸汽透過(guò)絲式膜4 (或板式膜5或筒式膜6)，沿管道進(jìn)入冷凝器23，蒸汽在冷凝器23內(nèi)形成冷凝水，最終凈水排出。ニ級(jí)懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置內(nèi)的冷凝水通過(guò)濃水出水管11回到熱水箱14。2012年I月份將上述懸膜氣曝 型同室膜蒸餾裝置應(yīng)用于某廠凈水エ藝設(shè)備中，現(xiàn)已連續(xù)運(yùn)行半年，期間未進(jìn)行任何清洗操作，在同一運(yùn)行參數(shù)狀況下，產(chǎn)水量維持不變(即膜単位面積通量保持不變)，實(shí)測(cè)膜通量在25L/m2. h，遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)蒸餾膜通量，并且系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，抽樣檢測(cè)重要數(shù)據(jù)如下表
權(quán)利要求1.一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，由高分子保溫材料層(I)、箱體(2)、蒸汽收集管(3)、疏水膜、法蘭(7)、活接(8)、釋放器(9)、布?xì)馑?10)、濃水出水管(11)、水蒸氣出氣管(12)和熱水進(jìn)水管(13)組成；其特征在于，箱體(2)頂部設(shè)有高分子保溫材料層(1)，箱體(2)內(nèi)自下而上分為蒸發(fā)區(qū)與膜過(guò)濾區(qū)，箱體(2)上部?jī)蓚?cè)設(shè)有水蒸氣出氣管(12)， 疏水膜位于箱體(2)內(nèi)上部，其兩端分別連接高分子材料蒸汽收集管(3)，高分子材料蒸汽收集管(3)通過(guò)活接(8)和法蘭(7)連接，法蘭(7)固定于水蒸氣出氣管(12) —端，實(shí)現(xiàn)與外圍蒸汽管聯(lián)通；箱體(2)下部一側(cè)設(shè)有熱水進(jìn)水管(13)，另ー側(cè)設(shè)有濃水出水管(11)，熱水進(jìn)水管(13) —端連接布?xì)馑?10)，布?xì)馑?10)位于箱體(2)內(nèi)下部，布?xì)馑?10)上設(shè)有釋放器(9)，通過(guò)釋放器(9)，形成微氣泡，増加液體與氣體間接觸面積；微氣泡的走向?yàn)樽韵露稀?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，其特征在于所述疏水膜采用絲式膜(4)、板式膜(5)或筒式膜￠)中任ー種，所述絲式膜(4)、板式膜(5)和筒式膜(6)均采用高密度復(fù)合裂隙膜膜件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，其特征在于絲式膜(4)或板式膜(5)采用立式安裝，絲式膜(4)或板式膜(5)位于兩根高分子材料蒸汽收集管⑶之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，其特征在于絲式膜(4)或板式膜(5)采用臥式安裝，絲式膜(4)或板式膜(5)自上而下布置，每根絲式膜(4)或板式膜(5)位于兩根高分子材料蒸汽收集管(3)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，其特征在于當(dāng)采用筒式膜出)，筒式膜(6)位于兩根高分子材料蒸汽收集管(3)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，其特征在于在水蒸汽出口管(12)外増加負(fù)壓。
7.ー種包括權(quán)利要求1-6任一所述的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置的蒸餾系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)由熱水箱(14)、熱水泵(15)、熱空氣泵(16)、閥門(17)、流量計(jì)(18)、定值器(19)、氣水混合器(20)、懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置(21)、真空泵(22)和冷凝器(23)組成，熱水箱(14)底部ー側(cè)出ロ通過(guò)熱水泵(15)、氣水混合器(20)進(jìn)水口和管道連接懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置(21)的熱水進(jìn)水管(13)，懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置(21)的濃水出水管(11)通過(guò)管道連接熱水箱(14)頂部ー側(cè)進(jìn)ロ或直接外排，熱空氣泵(16)依次通過(guò)閥門(17)、流量計(jì)(18)、定值器(19)連接氣水混合器(20)的進(jìn)氣ロ，懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置(21)兩側(cè)的水蒸氣出氣管(12)通過(guò)管道和真空泵(22)連接冷凝器(23)，蒸汽在冷凝器(23)內(nèi)形成冷凝水，最終排出。
專利摘要本實(shí)用新型提出的一種可以提高產(chǎn)水量的懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置，由高分子保溫材料層、箱體、蒸汽收集管、絲式膜(或板式膜或筒式膜)、法蘭、活接、釋放器、布?xì)馑?、濃水出水管、水蒸氣出氣管和熱水進(jìn)水管組成。其中，疏水膜(絲式膜、板式膜或筒式膜)與高分子材料蒸汽收集管連接，通過(guò)活接與和法蘭，實(shí)現(xiàn)與外圍蒸汽管聯(lián)通。懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置可以用于懸膜氣曝型同室膜蒸餾系統(tǒng)中。整個(gè)膜蒸餾過(guò)程通過(guò)增加接觸表面積、增大氣體流速和降低壓力等措施，提高蒸發(fā)量，從而提高產(chǎn)水量。濃縮水從懸膜氣曝型同室膜蒸餾裝置的濃水出水管排出或回流至熱水箱，使?jié)庖何春驼麴s膜接觸，不存在膜污染，更不存在析出的晶體劃傷蒸餾膜的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B01D61/36GK202751956SQ201220349358
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者楊明, 劉寧生, 姜義行, 曹天民 申請(qǐng)人:楊明