CN110627148A - 一种叠加式毛细力驱动水处理装置 - Google Patents

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李治根
吴仟
徐兴亚
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    • C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]

Abstract

本发明公开一种叠加式毛细力驱动水处理装置，包括壳体；所述壳体的中部设有毛细芯，将所述壳体分隔为上部的储液室、下部的蒸发腔；所述储液室上设有进液口和出液口；所述蒸发腔上设有蒸汽出口。本发明通过具体设计储液室、毛细芯和蒸发腔组成的“三明治”平板型毛细力驱动水处理装置，实现了水溶液的分离提纯和浓缩减量，结构简单紧凑，极大地降低了生产成本和制造难度，使本装置更具有经济可行性。

Description

一种叠加式毛细力驱动水处理装置
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种叠加式毛细力驱动水处理装置。
背景技术
水资源作为一种基础性资源，其可持续利用是关系到经济社会发展的重要因素。其中，关于水及其水溶液的分离提纯和浓缩减量技术发展迅速，应用广泛。按照其技术原理可大致分为以“膜”为核心的过滤分离技术和以“热”为核心的相变分离技术。“热法”相变分离主要有蒸馏法、低温多效蒸发、多级闪蒸等，“膜法”过滤分离则主要包括微滤纳滤、反渗透法、电渗析法等。各种方法都有自己的适用范围，在能耗、成本和使用效果上都各有自己的优缺点。如果能将“膜”法的过滤分离和“热”法的相变分离技术特点能通过某种方式有机结合，将会在以水溶液技术为代表的分离提纯和浓缩减量领域得到广泛的应用。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术的不足，设计了一种结构简单、易于制造和进行模块化组装的新型叠加式毛细力驱动水处理装置。
技术方案：本发明所述一种叠加式毛细力驱动水处理装置，包括壳体；所述壳体的中部设有毛细芯，将所述壳体分隔为上部的储液室、下部的蒸发腔；
所述储液室上设有进液口和出液口；所述蒸发腔上设有蒸汽出口。
优选地，所述毛细芯由多孔陶瓷材料或粉末烧结金属材料或泡沫金属材料制成。
优选地，所述毛细芯由孔隙率为60%的泡沫镍材料制成。
优选地，所述毛细芯为单一毛细芯结构或多级毛细芯结构。
优选地，所述储液室为封闭式结构或开口式结构。
优选地，所述进液口与进液管道连接，所述出液口与出液管道连接，所述蒸汽出口与蒸汽管道连接。
优选地，所述毛细芯靠近储液室的一侧覆盖有聚四氟乙烯涂层。
优选地，其使用方法为：将待处理的工质注入所述储液室内，充液率为40-60%；使用热源对所述蒸发腔处的壳体进行加热，直至蒸发腔内有蒸汽产生并通过蒸汽出口排出；20-40min后停止加热，并将所述储液罐中得到的浓液通过出液口排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明结构简单紧凑，便于根据实际需要进行模块化组装和规模化生产。本发明的整个系统装置除了启动和排液过程需要消耗额外的能量外，只需利用低品位热源就可以实现装置的良好运行，适合低成本、规模化的余热利用、废水处理、水净化等领域。
（2）本发明通过具体设计储液室、毛细芯和蒸发腔组成的“三明治”平板型毛细力驱动水处理装置，实现了水溶液的分离提纯和浓缩减量，结构简单紧凑，极大地降低了生产成本和制造难度，使本装置更具有经济可行性。
附图说明
图1为本发明实施例1叠加式毛细力驱动水处理装置的结构图。
图2为本发明实施例2叠加式毛细力驱动水处理装置的结构图。
图3为本发明实施例3叠加式毛细力驱动水处理装置的结构图。
附图中，1-壳体，2-储液室，3-毛细芯，3-1主毛细芯，3-2次毛细芯，4-蒸发腔，5-进液管道，6-出液管道，7-蒸汽管道。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1
一种叠加式毛细力驱动水处理装置，参照图1，包括矩形壳体1，由紫铜材料制成；壳体1的中部设有平板式毛细芯3，进而将壳体1分隔为上部封闭式的储液室2以及下部的蒸发腔4，即储液室2、毛细芯3和蒸发腔4呈“三明治”结构分布；毛细芯3采用孔隙率为60%的泡沫镍材料制成，且其靠近储液室2的一侧覆盖有聚四氟乙烯涂层，以防止毛细芯3向储液室2方向的热泄露；储液室2的一侧部设有进液口，另一侧部设有出液口，所述进液口与进液管道5连接，所述出液口与出液管道6连接；蒸发腔3上设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与蒸汽管道7连接。
本实施例的使用方法为：由于储液室2为封闭式，故在系统启动前，通过真空泵对储液室2进行抽真空处理，直至其内部压强降至1Pa以下；将配好的5wt%的食盐水通过进液管道5注入储液室2内，充液率为50%；使用电加热块对蒸发腔4处的壳体进行加热，直至蒸发腔4内有蒸汽产生并通过蒸汽管道7进入到后续冷却处理装置中；30min后停止加热，并将储液罐2中得到的浓液通过出液管道6排出。
本实施例中，储液室2中的水通过毛细芯3的持续抽吸作用，不断蒸发进入蒸发腔4并通过蒸汽管道7排出进行后续处理。储液室2中的食盐水随着溶剂的不断蒸发溶液浓度逐渐升高，剩余高浓度水溶液随出液管道6排出。该实施例中，通过该叠加式毛细力驱动水处理装置，将质量分数为5wt%的食盐水溶液分离为TDS小于100的纯水和浓食盐水溶液。
实施例2
一种叠加式毛细力驱动水处理装置，参照图2，包括壳体1，由紫铜材料制成；壳体1的中部设有平板式多级毛细芯3，毛细芯3包括靠近上侧的主毛细芯3-1及靠近下侧的次毛细芯3-2，进而将壳体1分隔为上部封闭式的储液室2以及下部的蒸发腔4，即储液室2、毛细芯3和蒸发腔4呈“三明治”结构分布；毛细芯3采用多孔陶瓷材料制成，且其靠近储液室2的一侧覆盖有聚四氟乙烯涂层，以防止毛细芯3向储液室2方向的热泄露；储液室2的一侧部设有进液口，另一侧部设有出液口，所述进液口与进液管道5连接，所述出液口与出液管道6连接；蒸发腔3上设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与蒸汽管道7连接。
本实施例的使用方法为：由于储液室2为封闭式，故在系统启动前，通过真空泵对储液室2进行抽真空处理，直至其内部压强降至1Pa以下；将配好的5wt%的食盐水通过进液管道5注入储液室2内，充液率为60%；使用电加热块对蒸发腔4处的壳体进行加热，直至蒸发腔4内有蒸汽产生并通过蒸汽管道7进入到后续冷却处理装置中； 40min后停止加热，并将储液罐2中得到的浓液通过出液管道6排出。
本实施例中，储液室2中的水通过毛细芯3的持续抽吸作用，不断蒸发进入蒸发腔4并通过蒸汽管道7排出进行后续处理。储液室2中的食盐水随着溶剂的不断蒸发溶液浓度逐渐升高，剩余高浓度水溶液随出液管道6排出。该实施例中，通过该叠加式毛细力驱动水处理装置，将质量分数为5wt%的食盐水溶液分离为TDS小于100的纯水和浓食盐水溶液。
实施例3
一种叠加式毛细力驱动水处理装置，参照图1，包括壳体1，由紫铜材料制成；壳体1的中部设有平板式毛细芯3，进而将壳体1分隔为上部开口式的储液室2以及下部的蒸发腔4，即储液室2、毛细芯3和蒸发腔4呈“三明治”结构分布；毛细芯3采用粉末烧结金属材料制成，且其靠近储液室2的一侧覆盖有聚四氟乙烯涂层，以防止毛细芯3向储液室2方向的热泄露；储液室2的一侧部设有进液口，另一侧部设有出液口，所述进液口与进液管道5连接，所述出液口与出液管道6连接；蒸发腔3上设有蒸汽出口，所述蒸汽出口与蒸汽管道7连接。
本实施例的使用方法为：将配好的5wt%的食盐水通过进液管道5注入储液室2内，充液率为40%；使用电加热块对蒸发腔4处的壳体进行加热，直至蒸发腔4内有蒸汽产生并通过蒸汽管道7进入到后续冷却处理装置中；20min后停止加热，并将储液罐2中得到的浓液通过出液管道6排出。
本实施例中，储液室2中的水通过毛细芯3的持续抽吸作用，不断蒸发进入蒸发腔4并通过蒸汽管道7排出进行后续处理。储液室2中的食盐水随着溶剂的不断蒸发溶液浓度逐渐升高，剩余高浓度水溶液随出液管道6排出。该实施例中，通过该叠加式毛细力驱动水处理装置，将质量分数为5wt%的食盐水溶液分离为TDS小于100的纯水和浓食盐水溶液。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种叠加式毛细力驱动水处理装置，其特征在于，包括壳体；所述壳体的中部设有毛细芯，将所述壳体分隔为上部的储液室、下部的蒸发腔；
所述储液室上设有进液口和出液口；所述蒸发腔上设有蒸汽出口。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述毛细芯由多孔陶瓷材料或粉末烧结金属材料或泡沫金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述毛细芯由孔隙率为60%的泡沫镍材料制成。
4.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，所述毛细芯为单一毛细芯结构或多级毛细芯结构。
5.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，所述储液室为封闭式结构或开口式结构。
6.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，所述进液口与进液管道连接，所述出液口与出液管道连接，所述蒸汽出口与蒸汽管道连接。
7.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，所述毛细芯靠近储液室的一侧覆盖有聚四氟乙烯涂层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的水处理装置，其特征在于，其使用方法为：将待处理的工质注入所述储液室内，充液率为40-60%；使用热源对所述蒸发腔处的壳体进行加热，直至蒸发腔内有蒸汽产生并通过蒸汽出口排出；20-40min后停止加热，并将所述储液罐中得到的浓液通过出液口排出。
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