CN108996584A - 一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置，包括：蒸发箱、疏水性多孔膜、热水进口、冷却水进口、热水出口、冷却水出口、冷凝壁和无氘水出口，所述用于制备无氘水的膜蒸馏装置是利用高分子膜的结构上的功能来达到到蒸馏无氘水，起到提纯的目的，具有成本低、高效分离和品质高的特点。

Description

一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置

技术领域

本发明属于无氘水制备装置领域，具体涉及一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置。

背景技术

无氘水用于饮用有防治疾病、促进人类养生健康长寿、农作物提高产量和改善品质。无氘水作为功能显著的饮水，开发推广应用，将会为人类健康及促进农业增产和提高产量和品质作出贡献。

水的化学制备法是由氢和氧这两种氣体反应化合而生成。水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，一般来说属于轻水。但是组成氢的成份还有着四个氢的同位素；氘、氚、氢4，氢5。由氢和氧组成的为轻水；而去除同位素获取纯净的氢与纯净氧构成的水叫超轻水；而含有氢的同位素氘组成的水为重水、由具氢同位素氚组成的水为超重水、元素氢4、和氢5、组成的水为超级重水。

无氘水的功效：

1）无氘水具有极强的渗透压，单一水分子不带电荷的理化特性，会很容易而迅速渗透进出细胞，使细胞迅速吸收水分，达到解渴和水的补充，并由于这种离子水带营养、能量进入细胞内、也把细胞内毒害等废物由无氘水帶岀而排出体外，恢复体能，解除体乏无力和精神不振的困惑，增强身体健康，提高工作能力，促进人体的机能和素质。该超轻水适合运动员、干部、职工、学生、工人和农民等所有人群，为人类生命的持续健康提供了可靠的保障，开创了划时代饮水革命。

2）强大的溶解力、吸收力、洗净力。长期饮用无氘水能将人体内各种沉积的杂质和毒素溶解並排出体外，从有关资料得悉：对预防和减少人们的糖尿病、髙血压、低血压、冠心病、心绞痛、脑血栓、心肌梗塞、胃病、结石、肾病、雀斑、肺病、各种炎症、肿瘤癌症、老年性眼炎、视力下降、记忆力衰退、听力下降、衰老、忧郁症、老年性痴呆等多种病痛和身体功能性衰退，可延年益寿，身体健康，若患凍疮，即洗即愈，对于职业病帶来人体积累于内的有害物质，能有效清除和净化。超轻的无氘水能有效地溶解益于健康的各营养物质而快速输送到身体各部位的细胞里，提高身体的抗病能力，和免疫能力。更突出的是超轻无氘水能促进血液循环，改善微血管弹性、软化和活力，从而增强人体对吝种疾病的防衘能力。

3）无氘水具有启动老化细胞的功能。常饮用和使用无氘水洗澡、洗脸、洗手、洗脚、洗头和洗凍疮、皮肤会增加弹性、光滑滋润、细腻光洁，可消除身上各粉刺、皮肤炎症、青春痘、老年斑、并明显减肥、除油腻。洗面更使脸面更光洁、美丽而漂亮；洗头减少头屑、白发和落发；洗手可减少凍手、凍疮和裂口；洗脚减少脚汗、脚臭、脚痒、特别对凍脚效果十分明显。饮洗结合，加以配套养生器具应用，更具有特殊功效，使之青春永驻。

4）农作物的种子经用无氘水浸泡后，可消除毒害、提高发芽率、促进根系发育、增强根系对营养分的吸收和利用，增加产量和改善品质；用无氘水浇灌和喷洒农作物，可以促进生长发育，增加产量，提高质量；浇灌和喷洒果树，果实膨大、甜度增加、减少病害，消除农药残留；浇灌和喷洒蔬菜、药材、棉花、烟草、等经济作物，可提高产量和质量，增加收入；浇灌和喷洒花草，可促进生长，花朵硕大、花期延长、花色鲜艳，作农业增产、丰收。

5）用无氘水饲养猪、牛、羊、马等家畜和鸡、鸭、鹅等家禽，可促进生长发育、增加体重、促进出栏率、提高免疫力、减少疾病发生，提高鸡、鸭、鹅产疍率和质量。

6）用无氘水充奶粉、茶叶和作为生活用水等，可以促进婴幼儿生长发育、增加智能和学习功能。用无氘水配制的富硒水饮料或口服液等，可以提高硒元素的抗氧化能力，进一步清理身体内的氧自由基、毒素和体内的垃圾，可预防和消除人体内的肿瘤、癌症、高血压、脑血栓、肠胃病、高血脂、贫血和红血球破裂、畸形儿、糖尿病、心血管疾病、各种炎症、骨关节炎、骨质增生、衰老病、老年病、青年生殖系统疾病、免疫系统衰退、性功能降低、精子畸形或无活力、低甲状腺素（不能合成甲状腺素T3与T4）、妇女不孕症与男性阳萎、肌肉萎缩与纤维化囊肿、慢性疲劳、肝功能失常、细胞受伤害而老化、肌肉发炎、失去记忆（包括老年痴呆症）、耳朵听力下降、视力下降等疾病。

7）无氘水还可以用以配制富锗水、富锌水、富铁水、SOD水、各种维生素水、果汁饮料、磁化水、离子水、医用注射液、工业用超纯水、科研用超级纯水等。

无氘水作为一种多功能的饮用水和实用水，开创了水业新时代的革命，是人类生活健康史上一大创举，会在市场上开辟一条新的途径，开发、推广、意义重大。

膜蒸馏是近年来出现的一种新的膜分离工艺。它是使用疏水的微孔膜对含非挥发溶质的水溶液进行分离的一种膜技术。由于水的表面张力作用，常压下液态水不能透过膜的微孔,而水蒸气则可以。当膜两侧存在一定的温差时,由于蒸汽压的不同,水蒸气分子透过微孔则在另一侧冷凝下来，使溶液逐步浓缩。这一工艺可充分利用工厂热或太阳能等廉价能源,加上过程易自动化、设备简单，正成为一种有实用意义的分离工艺，在无氘水生产过程中的困难在于如何保证有效去除氘并保证提纯过程不被污染，因此本申请针对上述问题进行研究，设计一种专用于制备无氘水的蒸馏提纯装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高分子膜的结构上的功能来达到到蒸馏无氘水，起到提纯的目的，具有成本低、高效分离和品质高的特点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于制备无氘水的反应装置，包括：

蒸发箱、疏水性多孔膜、热水进口、冷却水进口、热水出口、冷却水出口、冷凝壁和无氘水出口，所述疏水性多孔膜安装在蒸发箱内部，疏水性多孔膜与蒸发箱内壁之间形成热水区，热水进口位于热水区侧的蒸发箱底部，热水出口位于热水区侧的蒸发箱顶部，所述冷凝壁位于蒸发箱另一侧，冷凝壁与蒸发箱另一侧内壁形成冷却水区，冷却水进口位于冷却水区侧的蒸发箱底部，冷却水出口位于冷却水区侧的蒸发箱顶部，疏水性多孔膜与冷凝壁之间形成凝缩区，无氘水出口位于凝缩区的蒸发箱底部。

技术原理：

该装置是一种膜分离技术，主要是利用高分子膜的结构上的功能来达到蒸馏的目的，由于其具备普通膜技术所不具备的优点，而成为一种廉价的高效分离手段。

所述的疏水性多孔膜为一种离子膜，在疏水性多孔膜的一侧与高温原料水溶液相接，而在膜的另一侧与低温冷壁相邻，正是借助这种相当于暖侧与冷侧之间的温差的蒸汽压力差别，促使暖侧产生的水蒸气通过膜的细孔，再经扩散到冷侧的冷壁表面上被凝缩下来，而液相水溶液由于多孔膜的疏水作用无法透过膜被留在暖侧从而达到与气相分离的目的。

本发明应用上述的疏水性多孔膜在蒸馏操作上，让无氘水获进一步获得提纯化，确保水质量的可靠性。

工艺流程：

蒸发—膜透过—扩散—凝缩

由于超轻水与与重水仅有1摄氏度左右的极小温差，故严格控制其恒温蒸发汽化点即能可达到蒸馏分离的目的，若以减压法加温将可能于低温状况下进行纯化，制作成本更低廉。

本发明的有益效果为：

1、膜蒸馏的过程是在常压下进行的，设备简单、操作容易、能适应所有工作环境。

2、本装置在蒸馏过程和运行中无需把溶液加热到沸点，只要使膜两侧维持适当温差即可，故利于天然可再生能源及其他余热都可应用。

3、膜蒸馏过程可以用于处理极高浓度的水溶液，如果溶质易结晶，甚至可以把溶液浓缩至饱和状态，出现膜蒸馏—结晶现象，这利于提取重水增加附加产值十分重要。

4、本发明膜蒸馏的疏水性多孔膜采用的普遍应用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、和聚丙烯等超疏水性高分子材料制备。膜的孔径在0·2～0·4rm之间，孔径太小时，蒸馏流量过低，本发明采用疏水基团的高分子材料制备疏水性多孔膜，使蒸馏流量提高80%。

附图说明

图1为所述用于制备无氘水的反应装置结构示意图；

图中各标识的含义如下：1-蒸发箱；2-疏水性多孔膜；3-热水进口；4-冷却水进口；5-热水出口；6-冷却水出口；7-冷凝壁；8-无氘水出口；9-热水区；10-冷却水区；11-凝缩区；12-氢气通道。

具体实施方式

一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置，包括：蒸发箱1、疏水性多孔膜2、热水进口3、冷却水进口4、热水出口5、冷却水出口6、冷凝壁7和无氘水出口8，所述疏水性多孔膜2安装在蒸发箱1内部，疏水性多孔膜2与蒸发箱1内壁之间形成热水区9，热水进口3位于热水区9侧的蒸发箱1底部，热水出口5位于热水区9侧的蒸发箱1顶部，所述冷凝壁7位于蒸发箱1另一侧，冷凝壁7与蒸发箱1另一侧内壁形成冷却水区10，冷却水进口4位于冷却水区10侧的蒸发箱1底部，冷却水出口6位于冷却水区10侧的蒸发箱1顶部，疏水性多孔膜2与冷凝壁7之间形成凝缩区11，无氘水出口8位于凝缩区11的蒸发箱1底部。

无氘水从热水进口3进入蒸发箱1，从热水出口5排出，形成循环；冷凝水由冷却水进口4进入蒸发箱1，从冷却水出口6排出，形成循环；水蒸气通过疏水性多孔膜2，除去同位素氘的水蒸气在凝缩区11内与冷凝壁7接触，水蒸气在冷凝壁7上凝结形成无氘水，无氘水从蒸发箱1底部的无氘水出口8排出并收集。

Claims (1)

1.一种用于制备无氘水的膜蒸馏装置，其特征在于，包括：

蒸发箱（1）、疏水性多孔膜（2）、热水进口（3）、冷却水进口（4）、热水出口（5）、冷却水出口（6）、冷凝壁（7）和无氘水出口（8），所述疏水性多孔膜（2）安装在蒸发箱（1）内部，疏水性多孔膜（2）与蒸发箱（1）内壁之间形成热水区（9），热水进口（3）位于热水区（9）侧的蒸发箱（1）底部，热水出口（5）位于热水区（9）侧的蒸发箱（1）顶部，所述冷凝壁（7）位于蒸发箱（1）另一侧，冷凝壁（7）与蒸发箱（1）另一侧内壁形成冷却水区（10），冷却水进口（4）位于冷却水区（10）侧的蒸发箱（1）底部，冷却水出口（6）位于冷却水区（10）侧的蒸发箱（1）顶部，疏水性多孔膜（2）与冷凝壁（7）之间形成凝缩区（11），无氘水出口（8）位于凝缩区（11）的蒸发箱（1）底部。