CN108622983A - 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置 - Google Patents

一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108622983A
CN108622983A CN201710154189.3A CN201710154189A CN108622983A CN 108622983 A CN108622983 A CN 108622983A CN 201710154189 A CN201710154189 A CN 201710154189A CN 108622983 A CN108622983 A CN 108622983A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
water
outlet
raw water
import
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710154189.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108622983B (zh
Inventor
郭智
张新妙
栾金义
彭海珠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN201710154189.3A priority Critical patent/CN108622983B/zh
Publication of CN108622983A publication Critical patent/CN108622983A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108622983B publication Critical patent/CN108622983B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/447Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by membrane distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • B01D61/366Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • B01D61/368Accessories; Auxiliary operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • B01D2321/162Use of acids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • B01D2321/164Use of bases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/10Energy recovery
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/14Maintenance of water treatment installations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,可实现对水蒸气相变热的回收利用,提高膜蒸馏过程的热效率。制冷剂的使用可高效回收水蒸气的相变热,并利用其加热原水及保持原水温度。在本发明中设计的膜蒸馏装置将热泵系统和膜蒸馏组件进行了有机整合,提高了系统的集成度,可满足回收净水,浓缩废水和节省能源等多种需求。该装置可实现对膜蒸馏组件的在线清洗及干燥,降低了操作难度。本发明中的新型膜蒸馏装置适用于处理不同工业体系产生的高盐废水,在处理过程中装置运行稳定,脱盐效果显著,产水水质良好。

Description

一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置
技术领域
本发明的实施涉及一种新型膜蒸馏装置,具体涉及一种耦合热量回收系统的膜蒸馏装置,可以充分利用水蒸气的相变热,有效减少膜蒸馏过程中因加热原水及保持原水温度所消耗的电能,具有良好的节能效果。
背景技术
高含盐废水零排放技术目前已成为学术及工业界关注的热点。该技术主要是指将含盐量较高的工业废水进行浓缩处理后,回收再利用得到的净水,而整个过程中没有任何废水被排出工厂;与此同时,废水中的盐类和其他污染物经过浓缩结晶后,以固体形式送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。在高盐废水零排放工艺中,对废水的浓缩和净化处理是至关重要的一环,决定了该工艺的最终处理效果及处理成本。现有的对高盐废水进行浓缩的技术包括蒸发、反渗透、电渗析、膜蒸馏等。蒸发工艺的最大问题在于投资和能耗偏高,蒸发器结垢以及系统腐蚀,其单位废水投资预计在300-500万元/t。反渗透技术受限于渗透压,若想要得到较高的水回收率(即较高的水浓缩倍数),需要提供更大的外压,导致对设备的要求及投资居高不下。电渗析技术的缺点在于电耗较大且无法分离电中性物质。对比上述技术,膜蒸馏具有脱盐率及水回收率更高、产水水质更好等特点。然而限制该技术工业化的主要问题在于其过程能耗大,热能利用效率低。
经过技术改进,多效膜蒸馏系统已经能将水蒸气冷凝释放的相变热及水蒸气变为液态水后包含的显热进行利用,可以减少因使用外部加热器加热原水消耗的能量,从而达到节约能源,提高膜蒸馏过程热利用效率及降低产水成本的目的。多效膜蒸馏组件在组件内部加入热量回收系统,利用水蒸气对冷原料液进行加热,冷原料液温度提升的同时又能够将水蒸气冷凝为液态水。另外一种可以对热量进行有效利用的技术是热泵系统。热泵通过消耗机械功,能够使热量从低温热源向高温热源转移。将热泵与膜蒸馏系统进行有机结合可实现对膜蒸馏过程中产生的相变热及潜热的高效利用,有望克服该过程能耗较高,热能利用效率低的缺点。
中国专利CN104190260A涉及一种减压组合气隙膜蒸馏的方法及装置,该方法利用热泵对进入气隙膜蒸馏组件的原料液补充加热,而热泵产生的冷水用于冷却气隙膜蒸馏和减压膜蒸馏组件的产水。该装置利用热泵进行冷热流体间的热量转移,并将两种膜蒸馏过程有效组合,可增大气隙膜蒸馏过程的膜通量。但该方法的系统集成度不高,且当系统运行一段时间后需要清洗时,无法对膜组件进行在线清洗。中国专利CN103663590A公布了一种能够回收热量的真空膜蒸馏污水处理装置,该装置将热泵和真空膜蒸馏组件进行了整合,其特征在于利用制冷剂回收水蒸气相变散发的热量,并用来加热蒸发器(膜组件)中的污水以达到热量回收利用的效果,具有回收用水,浓缩废液和节约能源的三大功能。但是该发明中使用的膜组件为柱型膜管,膜有效面积不大,因此膜通量不会太高。
与上述专利相比,本申请涉及一种新型的膜蒸馏装置。通过融合热泵技术,对多效膜蒸馏过程进行改进,能够实现对水蒸气相变热的有效利用,提高膜蒸馏过程的热效率。中空纤维膜的使用保证了该装置拥有足够的有效膜面积,可以得到较高的膜通量。膜蒸馏组件的设计可方便对组件内的中空纤维膜进行更换和清洗。同时,该新型膜蒸馏装置具有较高的集成度,能够对系统进行在线清洗及干燥,可降低操作难度,减少维护费用。
发明内容
本发明的目的是提高膜蒸馏过程的热能利用效率,降低该过程的能耗以及减少运行费用。
本发明的另一个目的是克服现有多效膜蒸馏技术存在的问题,优化膜蒸馏系统,充分利用各自技术的特点,将热泵和膜蒸馏组件进行有机融合,提高系统的集成度和性能。
本发明的第三个目的是克服现有多效膜蒸馏技术存在的问题,实现对膜蒸馏系统的在线清洗及干燥,可以简化装置及降低操作难度。
本发明的目的及解决的技术问题是采用以下技术方案来实现的:
一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,包括:原水箱19、膜蒸馏组件6、产水收集装置、碱液清洗箱35、酸液清洗箱37和热泵系统;
所述膜蒸馏组件6包括:热原料液进口7、热原料液出口8、制冷剂入口9、制冷剂出口10和产水/水蒸气出口11;
所述热泵系统包括:蒸发器12、压缩机13、冷凝器14、储液罐15、过滤器16和膨胀阀17;
所述蒸发器12位于膜蒸馏组件6中,蒸发器12的上端为制冷剂出口10,蒸发器12的下端为制冷剂入口9,所述冷凝器14位于原水箱19中,所述制冷剂出口10与压缩机13的进口相连,压缩机13的出口与冷凝器14的进口相连,冷凝器14的出口与储液罐15的进口相连,储液罐15的出口与过滤器16的一端相连,过滤器16的另一端通过膨胀阀17与制冷剂入口9相连;
所述热原料液进口7分别与原水箱19的底部出水口、酸液清洗箱37的出口、碱液清洗箱35的出口、清洗水入口1和热风机42相连;
所述热原料液出口8分别与原水箱19的顶部左进水口、酸液清洗箱37的进口和碱液清洗箱35的进口相连,所述热原料液出口8还与热空气/清洗水出口39连通;
所述产水/水蒸气出口11与产水收集装置的进口相连。
在上述方案的基础上,所述产水收集装置包括:循环水真空泵26、气水分离器25和产水收集罐28;所述气水分离器25的进口通过温度表Ⅱ24与产水/水蒸气出口11相连,所述气水分离器25的上端出口与循环水真空泵26相连,所述气水分离器25的下端出口通过阀门ⅩⅢ27与产水收集罐28相连。
在上述方案的基础上,所述原水箱19的顶部右进水口处设有阀门Ⅶ32,所述原水箱19内设有电加热盘管18。
在上述方案的基础上,所述原水箱19的侧部上出水口与大气连通,原水箱19的侧部下出水口通过阀门Ⅷ33与大气连通。
在上述方案的基础上,所述原水箱19的底部出水口依次通过阀门Ⅺ20、隔膜泵Ⅱ21、保安过滤器22、温度表Ⅰ23和转子流量计5与热原料液进口7相连;所述热原料液进口7与清洗水入口1、碱液清洗箱35的出口和酸液清洗箱37的出口之间设有隔膜泵Ⅰ4和转子流量计5;所述热原料液进口7与热风机42之间设有阀门Ⅻ43和转子流量计5。
在上述方案的基础上,所述清洗水入口1与隔膜泵Ⅰ4之间设有阀门Ⅰ2和阀门Ⅸ3,所述碱液清洗箱35的出口与隔膜泵Ⅰ4之间设有阀门Ⅲ40,所述酸液清洗箱37的出口与隔膜泵Ⅰ4之间设有阀门Ⅱ41。
在上述方案的基础上,所述热原料液出口8依次通过温度表Ⅲ29和阀门Ⅹ30分别与原水箱19的顶部左进水口、酸液清洗箱37的进口、碱液清洗箱35的进口和热空气/清洗水出口39相连。
在上述方案的基础上,所述阀门Ⅹ30与酸液清洗箱37的进口之间还设有阀门Ⅳ36,阀门Ⅹ30与碱液清洗箱35的进口之间还设有阀门Ⅴ34,所述热空气/清洗水出口39处设有阀门Ⅵ38。
有益效果:
本发明对比现有的膜蒸馏系统,具有以下优点:
(1)可实现对水蒸气相变热的充分利用,提高膜蒸馏过程的热效率,从而降低该过程的能耗;
(2)可实现对膜蒸馏系统的在线清洗和干燥,操作简便;
(3)系统集成度较高,可节省装置的占地面积;
(4)方便对膜蒸馏组件中的中空纤维膜进行清洗及更换。
附图说明
本发明有如下附图:
图1是耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置示意图。
图2是新型气隙多效膜蒸馏组件示意图。
图3是热泵系统示意图。
各图中的粗实线箭头代表液体及蒸汽的流动方向。
图中,1.清洗水入口 2.阀门Ⅰ 3.阀门Ⅸ 4.隔膜泵Ⅰ 5.转子流量计 6.膜蒸馏组件 7.热原料液进口 8.热原料液出口 9.制冷剂入口 10.制冷剂出口 11.产水/水蒸气出口 12.蒸发器 13.压缩机 14.冷凝器 15.储液罐 16.过滤器 17.膨胀阀 18.电加热盘管19.原水箱 20.阀门Ⅺ 21.隔膜泵Ⅱ 22.保安过滤器 23.温度表Ⅰ 24.温度表Ⅱ 25.气水分离器 26.循环水真空泵 27.阀门ⅩⅢ 28.产水收集罐 29.温度表Ⅲ 30.阀门Ⅹ 31.原水 32.阀门Ⅶ 33.阀门Ⅷ 34.阀门Ⅴ 35.碱液清洗箱 36.阀门Ⅳ 37.酸液清洗箱 38.阀门Ⅵ 39.热空气/清洗水出口 40.阀门Ⅲ 41.阀门Ⅱ 42.热风机 43.阀门Ⅻ。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
图1呈现的是耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置示意图。图1中,原水31在原水箱19中通过电加热盘管18被加热到所需温度,通过隔膜泵Ⅱ21和转子流量计5控制流速,在经过保安过滤器22去除悬浮物后,自下而上通过膜蒸馏组件6的中空纤维膜的管程。水蒸气透过膜表面的微孔,在温度较低的蒸发器12的表面冷凝,液化并释放出热量。原水在中空纤维膜内部流动的过程中,温度逐渐降低。之后原水流出膜蒸馏组件6并返回原水箱19中。蒸发器12中通有制冷剂,制冷剂吸收水蒸气释放的相变热后,汽化,通过压缩机13做功变成高压气体进入冷凝器14。气态制冷剂在冷凝器14中释放热量,变为液态,之后流回储液罐15。在下一个循环周期中,制冷剂通过过滤器16和膨胀阀17后,再次进入蒸发器12的金属盘管。制冷剂在冷凝器14中释放的热量用于加热原水箱19中的原水,可用于维持原水的温度。冷凝水在膜蒸馏组件6的壳程的底部出口流出,在进入气水分离器25后,经循环水真空泵26的抽吸作用,最终在产水收集罐28内被收集。原水箱19中的原水水位通过适当补水和排水进行控制。当装置运行一段时间,膜蒸馏组件6需要清洗时,打开相应的阀门,将与清洗箱连接的隔膜泵Ⅰ4打开,使得清洗液流经转子流量计5后进入膜蒸馏组件6。在对中空纤维膜进行清洗后,清洗液流回清洗箱。膜蒸馏组件6经过清洗后,需要干燥以恢复中空纤维膜的疏水性能。系统中的热风机42提供的热风可对系统管道及膜蒸馏组件6内的中空纤维膜进行在线干燥。
图2呈现的是本发明的多效膜蒸馏组件示意图。图2中,该膜蒸馏组件6共有5个开口,即“热原料液进口7、热原料液出口8、制冷剂入口9、制冷剂出口10和产水/水蒸气出口11。
图3呈现的是热泵系统示意图。图3中,该热泵系统由蒸发器12、压缩机13、冷凝器14、储液罐15、过滤器16和膨胀阀17组成。蒸发器12和冷凝器14均为中空金属盘管结构。
下面,结合附图1-3和具体实施例,对发明作进一步的说明。
操作流程:
(1)检查,确保各部件连接正确及紧密,无渗漏;将清洗及干燥管路的阀门Ⅰ2、阀门Ⅱ41、阀门Ⅲ40、阀门Ⅳ36、阀门Ⅴ34、阀门Ⅵ38、阀门Ⅸ3和阀门Ⅻ43关闭。
(2)打开原水进口处的阀门Ⅶ32,关闭阀门Ⅷ33,将原水箱19内的原水加满后,关闭阀门Ⅰ2。
(3)给原水箱19中的电加热盘管18通电,加热原水箱19内的原水至所需温度。
(4)打开阀门Ⅹ30、阀门Ⅺ20、阀门ⅩⅢ27,开启隔膜泵Ⅱ21,原水箱19的原水通过转子流量计5控制流速,在进入膜蒸馏组件6前先经过保安过滤器22过滤掉原水中的悬浮物,保安过滤器22的滤芯孔径为0.5μm。温度表Ⅰ23用于监测原水进入膜蒸馏组件6的中空纤维膜前的温度。温度表Ⅲ29用以监测原水流出膜蒸馏组件6后的温度。膜蒸馏组件6内的金属盘管(热泵系统的蒸发器12)及原水箱19内的热泵系统的冷凝器14的横截面外径为60mm,匝数为110。膜蒸馏组件6使用聚丙烯(PP)中空纤维疏水膜,内径为1.8mm,外径为2.7mm,孔隙率为73.9%,平均孔径为0.238μm,膜表面接触角为148°。中空纤维膜两端使用环氧树脂密封,并将固化后的膜两端的多余部分切掉,制成膜丝束备用。膜蒸馏组件6的外壳材料为有机玻璃,长度为450mm,内径为70mm,厚4mm。膜丝束、金属盘管(热泵系统的蒸发器12)和膜壳经组装后得到膜蒸馏组件6,膜蒸馏组件6内膜的总面积为0.25m2。为避免热量散失,膜蒸馏组件6、热泵系统、原水箱19及所有管路外均使用保温材料包裹。原水在流出膜蒸馏组件6后,最终返回原水箱19。透过中空纤维膜的水蒸气与膜蒸馏组件6内的热泵蒸发器12外表面接触,释放热量后被冷凝成产水。此时蒸发器12内的液态制冷剂吸收水蒸气的热量气化,变为气态。气态制冷剂进入压缩机13内经过压缩后变为高压蒸汽,之后进入冷凝器14内液化并释放热量。该热量可用于维持原水箱19内的原水温度。冷凝后的液态制冷剂流回储液罐15,再一次流经过滤器16和膨胀阀17后进入蒸发器12,至此完成一个周期的热量回收循环。系统稳定运行一段时间后,开启循环水真空泵26。冷凝后形成的产水在循环水真空泵26的抽吸作用下首先进入气水分离器25,后通过产水收集罐28被收集。温度表Ⅱ24用于监测膜蒸馏产水的温度。系统产水一段时间后,发现原水箱19内液位下降时,开启阀门Ⅶ32对原水箱19进行补水。
(4)关闭膜蒸馏装置。停止对电加热盘管18通电,关闭隔膜泵Ⅱ21以及阀门Ⅹ30和阀门Ⅺ20。当膜蒸馏组件6不再产水时,关闭循环水真空泵26以及阀门ⅩⅢ27。
(5)膜蒸馏装置的清洗。在酸液清洗箱37中配制pH为2左右的盐酸洗液。打开阀门Ⅱ41、阀门Ⅳ36、阀门Ⅸ3和阀门Ⅹ30,其他阀门保持关闭。打开隔膜泵Ⅰ4,使用酸液对系统冲洗30分钟后,将酸液清洗箱37内的酸液排尽。在碱液清洗箱35中配制pH为11.5左右的氢氧化钠碱液。打开阀门Ⅲ40、阀门Ⅴ34、阀门Ⅸ3和阀门Ⅹ30,其他阀门保持关闭。打开隔膜泵Ⅰ4,使用该碱液对系统冲洗30分钟后,将碱液清洗箱35内的碱液排尽。之后打开阀门Ⅰ2、阀门Ⅵ38、阀门Ⅸ3和阀门Ⅹ30,其他阀门保持关闭。打开隔膜泵Ⅰ4,使用清水对系统进行冲洗,直至洗出液的pH恢复到7左右。
(6)膜蒸馏装置的干燥。打开阀门Ⅵ38、阀门Ⅹ30和阀门Ⅻ43,其他阀门保持关闭。启动热风机42,鼓入热风对系统进行干燥,干燥时间为15分钟左右。
实施例一:
耦合热量回收功能的膜蒸馏系统应用前景较为广阔,可以在传统膜蒸馏过程的基础上大幅提高热利用效率,显著降低产水成本。在淡水资源匮乏但苦咸水丰富的地区,该技术可以用于制备饮用水及生活、生产用水。此外,该系统还能够用于处理化工行业产生的高盐废水。
在原水箱19中配制电导率为3000μS·cm-1的NaCl盐溶液作为原水,使用电加热盘管18对原水进行加热。当原水温度升至70℃并保持稳定后,通过转子流量计5控制原水流量为200L·h-1,循环水真空泵26提供的真空度为-0.09MPa。待装置稳定运行后,通过温度表Ⅰ23读得进入膜蒸馏组件6前的原水温度为70℃。通过温度表Ⅲ29读得流出膜蒸馏组件6后的原水温度为50℃左右。实验得到的稳定膜通量为36L·m-2·h-1,产水的电导率保持在20μS·cm-1以下,脱盐率大于99.3%。该装置稳定运行7天后,膜通量降至28L·m-2·h-1,产水电导率仍能保持在20μS·cm-1以下,脱盐率始终高于99%。
注意事项:
(1)在膜蒸馏装置长时间运行后,当发现产水电导率高于600μS·cm-1或者膜通量大幅衰减至稳定值的50%以上时,则需要对该装置进行清洗,清洗流程参照实施方式中操作流程第(5)步。清洗后对装置进行及时干燥,使中空纤维膜的疏水性得以恢复,干燥流程参照实施方式中操作流程第(6)步。
(2)在膜蒸馏装置运行一段时间后,发现原水箱19内液位下降时,开启阀门Ⅶ32对原水箱19进行补水。
(3)注意对膜蒸馏组件6、热泵系统、原水箱19及管道进行保温,减少热量流失。
(4)每隔一段时间需要对保安过滤器22更换滤芯。
(5)酸液/碱液清洗箱中的洗液使用一段时间后,应重新配置。
(6)需定期对热泵系统进行检查,防止制冷剂发生渗漏。
(7)需定期对置于原水箱19中的冷凝器14表面进行冲洗,去除沉积的污垢。
实施例二:
使用电导率为13300μS·cm-1的天然气采气废水作为原水,通过电加热盘管18对原水进行加热。当原水温度升至75℃并保持稳定后,通过转子流量计5控制原水流量为120L·h-1,循环水真空泵26提供的真空度为-0.09MPa。待装置稳定运行后,通过温度表Ⅰ23读得进入膜蒸馏组件6前的原水温度为75℃。通过温度表Ⅲ29读得流出膜蒸馏组件6后的原水温度为56℃左右。实验得到的稳定膜通量为33L·m-2·h-1,产水的电导率保持在100μS·cm-1以下,脱盐率大于99.2%。
实施例三:
使用电导率为52000μS·cm-1,经过预处理的脱硫废水作为原水,通过电加热盘管18对原水进行加热。当原水温度升至80℃并保持稳定后,通过转子流量计5控制原水流量为200L·h-1,循环水真空泵26提供的真空度为-0.09MPa。待装置稳定运行后,通过温度表Ⅰ23读得进入膜蒸馏组件6前的原水温度为80℃。通过温度表Ⅲ29读得流出膜蒸馏组件6后的原水温度为62℃左右。实验得到的稳定膜通量为35L·m-2·h-1,产水的电导率保持在200μS·cm-1以下,脱盐率大于99.6%。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:包括:原水箱(19)、膜蒸馏组件(6)、产水收集装置、碱液清洗箱(35)、酸液清洗箱(37)和热泵系统;
所述膜蒸馏组件(6)包括:热原料液进口(7)、热原料液出口(8)、制冷剂入口(9)、制冷剂出口(10)和产水/水蒸气出口(11);
所述热泵系统包括:蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、储液罐(15)、过滤器(16)和膨胀阀(17);
所述蒸发器(12)位于膜蒸馏组件(6)中,蒸发器(12)的上端为制冷剂出口(10),蒸发器(12)的下端为制冷剂入口(9),所述冷凝器(14)位于原水箱(19)中,所述制冷剂出口(10)与压缩机(13)的进口相连,压缩机(13)的出口与冷凝器(14)的进口相连,冷凝器(14)的出口与储液罐(15)的进口相连,储液罐(15)的出口与过滤器(16)的一端相连,过滤器(16)的另一端通过膨胀阀(17)与制冷剂入口(9)相连;
所述热原料液进口(7)分别与原水箱(19)的底部出水口、酸液清洗箱(37)的出口、碱液清洗箱(35)的出口、清洗水入口(1)和热风机(42)相连;
所述热原料液出口(8)分别与原水箱(19)的顶部左进水口、酸液清洗箱(37)的进口和碱液清洗箱(35)的进口相连,所述热原料液出口(8)还与热空气/清洗水出口(39)连通;
所述产水/水蒸气出口(11)与产水收集装置的进口相连。
2.如权利要求1所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述产水收集装置包括:循环水真空泵(26)、气水分离器(25)和产水收集罐(28);所述气水分离器(25)的进口通过温度表Ⅱ(24)与产水/水蒸气出口(11)相连,所述气水分离器(25)的上端出口与循环水真空泵(26)相连,所述气水分离器(25)的下端出口通过阀门ⅩⅢ(27)与产水收集罐(28)相连。
3.如权利要求1所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述原水箱(19)的顶部右进水口处设有阀门Ⅶ(32),所述原水箱(19)内设有电加热盘管(18)。
4.如权利要求1所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述原水箱(19)的侧部上出水口与大气连通,原水箱(19)的侧部下出水口通过阀门Ⅷ(33)与大气连通。
5.如权利要求1所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述原水箱(19)的底部出水口依次通过阀门Ⅺ(20)、隔膜泵Ⅱ(21)、保安过滤器(22)、温度表Ⅰ(23)和转子流量计(5)与热原料液进口(7)相连;所述热原料液进口(7)与清洗水入口(1)、碱液清洗箱(35)的出口和酸液清洗箱(37)的出口之间设有隔膜泵Ⅰ(4)和转子流量计(5);所述热原料液进口(7)与热风机(42)之间设有阀门Ⅻ(43)和转子流量计(5)。
6.如权利要求5所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述清洗水入口(1)与隔膜泵Ⅰ(4)之间设有阀门Ⅰ(2)和阀门Ⅸ(3),所述碱液清洗箱(35)的出口与隔膜泵Ⅰ(4)之间设有阀门Ⅲ(40),所述酸液清洗箱(37)的出口与隔膜泵Ⅰ(4)之间设有阀门Ⅱ(41)。
7.如权利要求1所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述热原料液出口(8)依次通过温度表Ⅲ(29)和阀门Ⅹ(30)分别与原水箱(19)的顶部左进水口、酸液清洗箱(37)的进口、碱液清洗箱(35)的进口和热空气/清洗水出口(39)相连。
8.如权利要求7所述的耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置,其特征在于:所述阀门Ⅹ(30)与酸液清洗箱(37)的进口之间还设有阀门Ⅳ(36),阀门Ⅹ(30)与碱液清洗箱(35)的进口之间还设有阀门Ⅴ(34),所述热空气/清洗水出口(39)处设有阀门Ⅵ(38)。
CN201710154189.3A 2017-03-15 2017-03-15 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置 Active CN108622983B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710154189.3A CN108622983B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710154189.3A CN108622983B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108622983A true CN108622983A (zh) 2018-10-09
CN108622983B CN108622983B (zh) 2021-05-11

Family

ID=63686607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710154189.3A Active CN108622983B (zh) 2017-03-15 2017-03-15 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108622983B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110404411A (zh) * 2019-07-22 2019-11-05 珠海格力电器股份有限公司 一种带余热回收耦合mvr的膜蒸馏系统及方法
CN115259286A (zh) * 2022-09-03 2022-11-01 南华大学 低能耗高效率管式膜蒸馏系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201384930Y (zh) * 2009-01-08 2010-01-20 天津海之凰科技有限公司 一种减压膜蒸馏组件单元装置及其膜蒸馏装置
CN102101019A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 天津工业大学 一种膜蒸馏清洗方法
CN102107120A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 天津工业大学 一种气扫式膜蒸馏方法
JP2013509295A (ja) * 2009-10-28 2013-03-14 オアシス ウォーター,インコーポレーテッド 正浸透分離方法
CN103663590A (zh) * 2013-11-26 2014-03-26 西安交通大学 一种能够回收热量的真空膜蒸馏污水处理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201384930Y (zh) * 2009-01-08 2010-01-20 天津海之凰科技有限公司 一种减压膜蒸馏组件单元装置及其膜蒸馏装置
JP2013509295A (ja) * 2009-10-28 2013-03-14 オアシス ウォーター,インコーポレーテッド 正浸透分離方法
CN102101019A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 天津工业大学 一种膜蒸馏清洗方法
CN102107120A (zh) * 2009-12-23 2011-06-29 天津工业大学 一种气扫式膜蒸馏方法
CN103663590A (zh) * 2013-11-26 2014-03-26 西安交通大学 一种能够回收热量的真空膜蒸馏污水处理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈观文: "《膜技术新进展与工程应用》", 31 August 2013, 国防工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110404411A (zh) * 2019-07-22 2019-11-05 珠海格力电器股份有限公司 一种带余热回收耦合mvr的膜蒸馏系统及方法
CN110404411B (zh) * 2019-07-22 2024-04-19 珠海格力电器股份有限公司 一种带余热回收耦合mvr的膜蒸馏系统及方法
CN115259286A (zh) * 2022-09-03 2022-11-01 南华大学 低能耗高效率管式膜蒸馏系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108622983B (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108622982A (zh) 一种结合热泵技术的太阳能膜蒸馏系统
CN101475233A (zh) 单一利用太阳能淡化海水或苦咸水的减压蒸馏装置与方法
CN105836948B (zh) 利用海水与淡水结露温差制备淡水的方法及系统
CN103496750B (zh) 一种综合利用热泵系统浓缩含盐废水并回收淡水的系统
CN102225238A (zh) 蒸汽压缩机与高温热泵相结合的蒸发浓缩系统
CN106219647A (zh) 一种高效海水淡化装置
CN108751302A (zh) 一种真空低温蒸发分离装置及污水处理方法
CN101773784A (zh) 一种减压膜蒸馏装置及方法
CN203990317U (zh) 一种常压抗污堵节能型膜蒸馏器
CN105600855B (zh) 一种利用化学反应形成真空室的海水淡化系统
CN108622983A (zh) 一种耦合热量回收系统的新型膜蒸馏装置
CN104001342A (zh) 一种用于盐溶液的真空雾化闪蒸水分离装置
CN107213793B (zh) 一种新型太阳能减压多效膜蒸馏装置
CN111111451B (zh) 一种减压多效膜蒸馏方法及其装置
CN206278948U (zh) 一种微曝气太阳能减压膜蒸馏高盐水淡化处理系统
CN107337244A (zh) 一种鼓泡液幕一体式太阳能海水淡化装置
CN209635926U (zh) 降膜蒸发耦合吸收式制冷高盐污水处理设备
CN101874983B (zh) 一种减压膜蒸发浓缩方法及其装置
CN108619914B (zh) 一种使用太阳能热泵的膜蒸馏系统
CN108619913B (zh) 一种气隙膜蒸馏装置
CN116282295A (zh) 一种用于蒸发浓缩高盐废水的低耗多效系统及方法
WO2017166152A1 (zh) 利用海水与淡水结露温差制备淡水的方法及系统
CN208678828U (zh) 一种膜蒸馏耦合mvr浓缩强腐蚀性溶液系统
CN107651720B (zh) 一种带有回路型重力热管结构的多级增湿除湿型海水淡化装置
CN206410267U (zh) 一种空调

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant