CN207980881U - 溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置 - Google Patents
溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置。包括加热器(1)、渗透蒸发膜组件(2)、溶剂泵(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(1)的热泵工质流道、节流阀(6)和冷却器(4)的热泵工质流道通过管路依次连接构成热泵循环回路，循环回路中充注热泵工质；加热器(1)的料液流道通过管路与渗透蒸发膜组件(2)的料液侧连接；渗透蒸发膜组件(2)的溶剂侧、溶剂泵(3)和冷却器(4)的溶剂流道通过管路依次连接构成溶剂循环回路。本实用新型的有益效果是降低渗透蒸发膜分离过程的能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于食品、生物、化工、制药等领域的料液分离装置，特别涉及一种溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置。
背景技术
渗透蒸发是利用料液中不同组分透过膜速率的不同而实现组分分离的技术，可用于食品、生物、化工、制药等领域料液的分离。
渗透蒸发膜工作时，料液中易渗透组分在膜两侧的压力不同，在料液侧压力较高，在膜的另一侧压力较低，在压差推动下，易渗透组分不断从料液侧渗透通过膜到达另一侧，从而使料液中易渗透组分的浓度逐渐降低，难渗透组分的浓度逐渐升高，实现料液中易渗透组分和难渗透组分的分离。
易渗透组分穿膜过程中由液态变为蒸气，需要从料液中吸热；穿膜后的易渗透组分蒸气又需要及时被吸收带走和冷却分离，以保持易渗透组分在膜两侧适当的压力差，因此，渗透蒸发膜分离装置处理料液时，料液中易渗透组分的气化需要热源，穿膜后易渗透组分的吸收冷却需要冷源，热源和冷源的能耗很大，制约了渗透蒸发膜分离技术的应用和推广。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种可降低渗透蒸发膜分离过程能耗的溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置。
本实用新型的结构原理示意如附图1所示。包括加热器(1)、渗透蒸发膜组件(2)、溶剂泵(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(1)的热泵工质流道、节流阀(6)和冷却器(4)的热泵工质流道通过管路依次连接构成热泵循环回路，循环回路中充注热泵工质；加热器(1)的料液流道通过管路与渗透蒸发膜组件(2)的料液侧连接；渗透蒸发膜组件(2)的溶剂侧、溶剂泵(3)和冷却器(4)的溶剂流道通过管路依次连接构成溶剂循环回路。
所述的渗透蒸发膜组件(2)的材料为有机高分子材料或无机材料。
所述的渗透蒸发膜组件(2)的型式为板式或管式。
本实用新型的有益效果是：降低渗透蒸发膜分离过程的能耗。
附图说明
附图1是本实用新型的结构原理示意图；
图中：
1为加热器 2为渗透蒸发膜组件 3溶剂泵 4为冷却器
5为压缩机 6为节流阀
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型为溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置，包括加热器(1)、渗透蒸发膜组件(2)、溶剂泵(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(1)的热泵工质流道、节流阀(6)和冷却器(4)的热泵工质流道通过管路依次连接构成热泵循环回路，循环回路中充注热泵工质；加热器(1)的料液流道通过管路与渗透蒸发膜组件(2)的料液侧连接；渗透蒸发膜组件(2)的溶剂侧、溶剂泵(3)和冷却器(4)的溶剂流道通过管路依次连接构成溶剂循环回路；渗透蒸发膜组件(2)的材料为有机高分子材料或无机材料；渗透蒸发膜组件(2)的型式为板式或管式。
当料液中的组分需要分离时，压缩机(5)启动，料液进入加热器(1)的料液流道，被热泵工质流道内的高温热泵工质加热升温后进入渗透蒸发膜组件(2)的料液侧，料液在膜表面流动时，料液中的易渗透组分穿过膜到达膜的另一侧，料液中的难渗透组分则被膜截留；随着料液在膜表面的流动，料液中易渗透组分的浓度越来越低，难渗透组分的浓度越来越高，当难渗透组分的浓度达到设定值时，从渗透蒸发膜组件(2)的右侧排出；易渗透组分在穿膜过程中由液态变为蒸气，到达渗透蒸发膜组件(2)下部的溶剂侧，随后被溶剂吸收带走，溶剂在溶剂泵(3)的驱动下进入冷却器(4)的溶剂流道，被热泵工质流道内的低温热泵工质冷却，溶剂中携带的易渗透组分和溶剂分离，易渗透组分液体由冷却器(4)的右侧排出，溶剂从冷却器(4)的下端排出，又进入渗透蒸发膜组件(2)的溶剂侧继续循环；冷却器(4)的热泵工质流道内的低温热泵工质从携带易渗透组分的溶剂中吸热后进入压缩机(5)，被压缩机(5)压缩后变为高温高压状态，进入加热器(1)的热泵工质流道，在加热器(1)内放热给料液后，变为高压中温液态热泵工质进入节流阀(6)，经节流阀(6)节流闪蒸后得到低温低压液态热泵工质，再进入冷却器(4)用于冷却携带易渗透组分的溶剂。
热泵工质在热泵循环回路运行时，低温热泵工质为冷却器(4)提供冷能，实现易渗透组分与溶剂混合液的冷却；高温热泵工质为加热器(1)提供热能，实现料液的加热升温；压缩机(5)仅需消耗少量能量驱动热泵工质在热泵循环回路中循环流动，能耗比渗透蒸发膜组件(2)单独设置热源和冷源时大幅降低。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，包括加热器(1)、渗透蒸发膜组件(2)、溶剂泵(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(1)的热泵工质流道、节流阀(6)和冷却器(4)的热泵工质流道通过管路依次连接构成热泵循环回路，循环回路中充注热泵工质；加热器(1)的料液流道通过管路与渗透蒸发膜组件(2)的料液侧连接；渗透蒸发膜组件(2)的溶剂侧、溶剂泵(3)和冷却器(4)的溶剂流道通过管路依次连接构成溶剂循环回路。
2.如权利要求1所述的溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，渗透蒸发膜组件(2)的材料为有机高分子材料或无机材料。
3.如权利要求1所述的溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，渗透蒸发膜组件(2)的型式为板式或管式。
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| CN201721853560.7U CN207980881U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置 |
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| CN201721853560.7U CN207980881U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 溶剂吸收型热泵渗透蒸发膜分离装置 |
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| CN (1) | CN207980881U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115193262A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-10-18 | 华南理工大学 | 一种直接冷却渗透液的平板式膜组件及在膜蒸馏中的应用 |
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2017
- 2017-12-26 CN CN201721853560.7U patent/CN207980881U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115193262A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-10-18 | 华南理工大学 | 一种直接冷却渗透液的平板式膜组件及在膜蒸馏中的应用 |
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