CN204342464U - 冷热分隔式膜蒸馏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷热分隔式膜蒸馏装置，主要通过箱体式结构和上下多孔固定板将汽水分离热腔和冷凝腔采用了隔离式分隔结构装置，防止了冷热水直接接触而产生的热功损耗。汽水分离热腔内的热水通过喷淋方式对中空纤维膜丝束进行喷淋蒸发，冷凝腔内冷凝水通过喷淋方式对冷凝管进行降温冷凝以使中空纤维膜丝束内部形成负压，便于产水冷凝后顺利的排出。本实用新型在使用时一次循环可以将75℃左右的热原水经过蒸馏后降低为55℃，还可以进行二次循环蒸馏。本实用新型结构简单、成本低廉、易于制造、安装、维护，具有较好的推广前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及到水处理技术领域中的膜蒸馏技术，尤其是一种冷热分隔式膜蒸馏装置。
背景技术
传统的水处理方法投资大、能耗高、效率低，处理后的水却只能用于农业灌溉等很小的一方面。目前我国大多数城市缺水严重，其中海水、苦咸水以及污水淡化已经成为亟待解决的问题。随膜蒸馏技术的不断发展替代传统的蒸馏方法，突显出了其不可比拟的优越性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种汽水分离热腔和冷凝腔的冷热分隔式膜蒸馏装置，其内部的汽水分离热腔和冷凝腔相互分隔且上下与多孔固定板封闭固定，可以减少冷热水直接接触而产生的热功损耗，使中空纤维膜丝束内部形成负压，便于产水冷凝后顺利的排出。箱体上端的空腔内装有冷凝水进水主管、热水进水主管、可以实现方便安装和拆卸及维护工作；其外部箱体采用框架组合结构也能方便拆卸、安装、维护。
本实用新型冷热分隔式膜蒸馏装置主要由中空纤维膜丝束、冷凝管、箱体、冷凝水进水主管、热水进水主管、浓水主管、冷凝水出水主管、产出水主管构成，箱体内上下方向两端通过上多孔固定板和下多孔固定板将箱体内部的中空纤维膜丝束和冷凝管、石棉隔板、传热隔板进行封闭固定；上多孔固定板和下多孔固定板与箱体侧板组成的空腔内垂直方向分布有2～10组用石棉隔板分隔的汽水分离热腔和冷凝腔，每组汽水分离热腔和冷凝腔也通过石棉隔板实现分隔；在上多孔固定板与箱体上端的空腔内有热水进水主管通过热水管接头连接后与穿过上多孔固定板的热水进水管分别实现连接，冷凝水进水主管通过冷凝水管接头连接后与穿过上多孔固定板的冷凝水进水管分别实现连接；在下多孔固定板和箱体下端的空腔内有浓水主管通过与穿出下多孔固定板的热水出水管分别实现连接，产出水主管分别与穿过下多孔固定板的每组冷凝腔的冷凝管的下端实现连接，冷凝水出水主管分别与穿出下多孔固定板的每组冷凝腔的冷凝水出水管实现连接。
汽水分离热腔内上端部水平面内有两组热水进水管与垂直布置的中空纤维膜丝束相平行布置；在每组热水进水管与中空纤维膜丝束45度夹角位置布置有热水喷水孔；中空纤维膜丝束的上端的独立头部被集中封装在条形结构的上封装头内通过连接管与冷凝管的上端相接通，中空纤维膜丝束的下端呈U形弯形状结构通过条形结构的下封装头被集中封装后与下多孔固定板实现固定。
冷凝腔内上端部水平面内有两组冷凝水进水管与垂直平面内布置的冷凝管、传热隔板相平行布置；在每组冷凝水进水管与冷凝管、传热隔板45度夹角位置布置有冷凝水喷水孔；冷凝管的下端部穿过下多孔固定板与产出水主管相接通；冷凝管与传热隔板垂直平面内相紧靠平行，有利于冷凝管进行充分热交换。
中空纤维膜丝束在水平平面内呈相邻两列内不同行结构布置, 这样使得每根中空纤维膜丝束都能以最大面积与热水接触，同时这样排列也使得膜丝束具有一定强度，不易断裂。
冷凝水出水管、热水出水管呈U形结构，其两端向上穿过下多孔固定板后刚好和下多孔固定板相平齐。
箱体的上端部有上箱盖通过盖板螺钉连接在箱体的上端；石棉隔板的前后两侧边通过长条状密封块与箱体的前后两侧边板实现连接密封，石棉隔板可以沿长条状密封块实现上下抽插安装和拆卸；石棉隔板的上下两侧边在安装后分别与上多孔固定板和下多孔固定板呈压紧状态。
在这样的结构下，汽水分离热腔与冷凝腔分开，热水由热水进水主管通过热水进水管进入汽水分离热腔与中空纤维膜丝束接触，热水在中空纤维膜丝束表面蒸发，由于中空纤维膜丝束内外压力差以及温差作用，水蒸气进入中空纤维膜丝束内部，从连接管进入冷凝腔内的冷凝管内，冷凝管在冷凝水的冷却作用下将其内部的水蒸气冷凝为液态的产出水后从产出水主管中流出。箱体上端部的空腔内热水进水主管与热水进水管用热水管接头相互连接，冷凝水进水主管与冷凝水进水管用冷凝水管接头进行连接，这种采用管接头方式的连接比较方便于拆卸、安装维护工作。通过实际试验，预热原水进水温度一般为75℃左右，经过蒸馏后出水温度只有55℃，冷凝进水温度一般为15℃，换热过后的冷凝水出水为40℃。在实际的应用过程中可以将经过膜蒸馏后的浓水打回原水箱，用于第二次膜蒸馏循环，对浓水进行进一步浓缩，并将经过换热后的冷凝水也打回原水箱，以回收冷凝水中的热量。这样可以使膜蒸馏部分使用的热功最大限度的回收利用。
附图说明
图1为本实用新型冷热分隔式膜蒸馏装置半剖视图。
图2为图1中沿C-C线的剖视图。
图3为图1中沿A-A线的剖视图。
图4为图1中沿B-B线的剖视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，一种冷热分隔式膜蒸馏装置，箱体4内上下方向两端通过上多孔固定板18和下多孔固定板25将箱体4内部的中空纤维膜丝束8和冷凝管3、传热隔板7用石棉隔板5进行封闭固定后使箱体4内形成了冷热分隔式的汽水分离热腔和冷凝腔，在实际的使用过程中可以根据需要设置2～10组汽水分离热腔和冷凝腔。安装后石棉隔板5上下两侧边分别与上多孔固定板18和下多孔固定板25相互压紧，前后两侧边通过通过长条状密封块6与箱体4的前后两侧边板实现紧密连接密封，这样可以防止汽水分离热腔和冷凝腔交叉热交换造成的热功损耗。
在热水管接头19和冷凝水管接头20的连接结构下，可以实现热水进水主管17与热水进水管11、冷凝水进水主管21与冷凝水进水管12相互之间的方便连接和断开需要。箱体4的上端部有上箱盖22通过盖板螺钉16连接在箱体4的上端
在汽水分离热腔内上端部水平面内有两组热水进水管11与垂直布置的中空纤维膜丝束8相平行布置，在每组热水进水管11与中空纤维膜丝束8在45度夹角位置布置有热水喷水孔15，中空纤维膜丝束8的上端的独立头部被集中封装在条形结构的上封装头26内通过连接管13与冷凝管3的上端相接通，中空纤维膜丝束8的下端呈U形弯23形状结构通过条形结构的下封装头27被集中封装后与下多孔固定板25实现固定，中空纤维膜丝束8在水平平面内呈相邻两列内不同行结构布置。
在冷凝腔内上端部水平面内有两组冷凝水进水管12与垂直平面内布置的冷凝管3、传热隔板7相平行布置；在每组冷凝水进水管12与冷凝管3、传热隔板7在45度夹角位置布置有冷凝水喷水孔14；冷凝管3的下端部穿过下多孔固定板25与产出水主管2相接通；冷凝管3与传热隔板7垂直平面内相紧靠平行。冷凝水出水管10、热水出水管9呈U形结构，其两端向上穿过下多孔固定板25后刚好和下多孔固定板25相平齐。
工作时，热水由热水进水主管17通过热水进水管11进入汽水分离热腔与中空纤维膜丝束8向下喷淋接触，热水在中空纤维膜丝束8表面蒸发，由于中空纤维膜丝束8内外压力差以及温差作用，水蒸气持续不断向上进入中空纤维膜丝束8内部，从连接管13进入冷凝腔内的冷凝管3内，冷凝管3、传热隔板7在冷凝水向下喷淋冷却作用下将冷凝管3内部的水蒸气快速冷凝为液态的产出水后从产出水主管2中汇集流出。
Claims (6)
1.一种冷热分隔式膜蒸馏装置，主要由中空纤维膜丝束（8）、冷凝管（3）、箱体（4）、冷凝水进水主管（21）、热水进水主管（17）、浓水主管（24）、冷凝水出水主管（1）、产出水主管（2）构成，其特征在于：在箱体（4）内上下方向两端分别通过上多孔固定板（18）和下多孔固定板（25）将箱体（4）内部的中空纤维膜丝束（8）和冷凝管（3）、石棉隔板（5）、传热隔板（7）进行封闭固定；上多孔固定板（18）和下多孔固定板（25）与箱体（4）侧板组成的空腔内垂直方向分布有2～10组用石棉隔板（5）分隔的汽水分离热腔和冷凝腔，每组汽水分离热腔和冷凝腔也通过石棉隔板（5）实现分隔；在上多孔固定板（18）与箱体（4）上端的空腔内有热水进水主管（17）通过热水管接头（19）连接后与穿过上多孔固定板（18）的热水进水管（11）分别实现连接，冷凝水进水主管（21）通过冷凝水管接头（20）连接后与穿过上多孔固定板（18）的冷凝水进水管（12）分别实现连接；在下多孔固定板（25）和箱体（4）下端的空腔内有浓水主管（24）通过与穿出下多孔固定板（25）的热水出水管（9）分别实现连接，产出水主管（2）分别与穿过下多孔固定板（25）的每组冷凝腔的冷凝管（3）的下端实现连接，冷凝水出水主管（1）分别与穿出下多孔固定板（25）的每组冷凝腔的冷凝水出水管（10）实现连接。
2.根据权利要求1所述的冷热分隔式膜蒸馏装置，其特征在于：所述的汽水分离热腔内上端部水平面内有两组热水进水管（11）与垂直布置的中空纤维膜丝束（8）相平行布置；在每组热水进水管（11）与中空纤维膜丝束（8）在45度夹角位置布置有热水喷水孔（15）；中空纤维膜丝束（8）的上端的独立头部被集中封装在条形结构的上封装头（26）内通过连接管（13）与冷凝管（3）的上端相接通，中空纤维膜丝束（8）的下端呈U形弯（23）形状结构通过条形结构的下封装头（27）被集中封装后与下多孔固定板（25）实现固定。
3.根据权利要求1所述的冷热分隔式膜蒸馏装置，其特征在于：所述的冷凝腔内上端部水平面内有两组冷凝水进水管（12）与垂直平面内布置的冷凝管（3）、传热隔板（7）相平行布置；在每组冷凝水进水管（12）与冷凝管（3）、传热隔板（7）在45度夹角位置布置有冷凝水喷水孔（14）；冷凝管（3）的下端部穿过下多孔固定板（25）与产出水主管（2）相接通；冷凝管（3）与传热隔板（7）垂直平面内相紧靠平行。
4.根据权利要求1、2或3所述的冷热分隔式膜蒸馏装置，其特征在于：所述的中空纤维膜丝束（8）在水平平面内呈相邻两列内不同行结构布置。
5.根据权利要求1、2或3所述的冷热分隔式膜蒸馏装置，其特征在于：所述的冷凝水出水管（10）、热水出水管（9）呈U形结构，其两端向上穿过下多孔固定板（25）后刚好和下多孔固定板（25）相平齐。
6.根据权利要求1、2或3所述的冷热分隔式膜蒸馏装置，其特征在于：所述的箱体（4）的上端部有上箱盖（22）通过盖板螺钉（16）连接在箱体（4）的上端；所述的石棉隔板（5）的前后两侧边通过长条状密封块（6）与箱体（4）的前后两侧边板实现连接密封，石棉隔板（5）可以沿长条状密封块（6）实现上下抽插安装和拆卸；石棉隔板（5）的上下两侧边在安装后分别与上多孔固定板（18）和下多孔固定板（25）呈压紧状态。
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| CN201420795445.9U CN204342464U (zh) | 2014-12-17 | 2014-12-17 | 冷热分隔式膜蒸馏装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107792986A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-13 | 北京今大禹环境技术股份有限公司 | 一种用于处理高盐高有机物废水的盐水膜分离系统 |
| CN108017176A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-11 | 北京今大禹环境技术股份有限公司 | 一种用于处理高盐高有机物废水的盐水膜分离器 |
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2014
- 2014-12-17 CN CN201420795445.9U patent/CN204342464U/zh active Active
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