CN207980882U - 带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置 - Google Patents
带预热器的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带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置。包括预热器(1)、加热器(2)、渗透蒸发膜组件(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(2)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；预热器(1)的料液流道、加热器(2)的料液流道与渗透蒸发膜组件(3)的料液侧进口通过管路依次连接；渗透蒸发膜组件(3)的料液侧出口与预热器(1)的截留液流道通过管路连接；渗透蒸发膜组件(3)的渗透蒸气侧出口通过管路与冷却器(4)的渗透蒸气流道连接。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，特别涉及一种带预热器的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，膜的一侧为料液，膜的另一侧为易渗透组分的蒸气；易渗透组分在料液侧的压力高于在蒸气侧的压力，在压差推动下，易渗透组分不断从料液侧渗透通过膜到达蒸气侧，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冷却凝结和排出，以保持蒸气侧较低的压力，因此，渗透蒸发膜分离装置处理料液时，料液侧需要配置热源，蒸气侧需要配置冷源，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带预热器的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。包括预热器(1)、加热器(2)、渗透蒸发膜组件(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(2)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；预热器(1)的料液流道、加热器(2)的料液流道与渗透蒸发膜组件(3)的料液侧进口通过管路依次连接；渗透蒸发膜组件(3)的料液侧出口与预热器(1)的截留液流道通过管路连接；渗透蒸发膜组件(3)的渗透蒸气侧出口通过管路与冷却器(4) 的渗透蒸气流道连接。
所述的渗透蒸发膜组件(3)的材料为有机设分子材料或无机材料。
所述的渗透蒸发膜组件(3)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为预热器 2为加热器 3为渗透蒸发膜组件 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，本实用新型为带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置，包括预热器1、加热器2、渗透蒸发膜组件3、冷却器4、压缩机5和节流阀6；压缩机5、加热器2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；预热器1的料液流道、加热器2的料液流道与渗透蒸发膜组件3的料液侧进口通过管路依次连接；渗透蒸发膜组件3的料液侧出口与预热器1的截留液流道通过管路连接；渗透蒸发膜组件3的渗透蒸气侧出口通过管路与冷却器4的渗透蒸气流道连接；渗透蒸发膜组件3的材料为有机高分子材料或无机材料；渗透蒸发膜组件3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，料液先进入预热器1的料液流道，被来自渗透蒸发膜组件3的截留液预热而初步升温后，再进入加热器2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3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，料液被浓缩为截留液从渗透蒸发膜组件3的右侧排出，并进入预热器1的截留液流道用于预热料液；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3下部的蒸气侧，随后从渗透蒸发膜组件3下端的渗透蒸气侧出口排出，进入冷却器4的渗透蒸气流道，被热泵工质流道内的低温热泵工质冷却，渗透蒸气冷凝为液体后从冷却器4 的下端排出；冷却器4的热泵工质流道内的低温热泵工质从渗透蒸气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2 的热泵工质流道，在加热器2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用于冷却渗透蒸气。
在利用预热器1预热料液的基础上，再通过热泵工质在热泵循环回路中的运行，低温热泵工质为冷却器4提供冷能，实现渗透蒸气冷却凝结；高温热泵工质为加热器2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3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)
1.一种带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，包括预热器(1)、加热器(2)、渗透蒸发膜组件(3)、冷却器(4)、压缩机(5)和节流阀(6)；压缩机(5)、加热器(2)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；预热器(1)的料液流道、加热器(2)的料液流道与渗透蒸发膜组件(3)的料液侧进口通过管路依次连接；渗透蒸发膜组件(3)的料液侧出口与预热器(1)的截留液流道通过管路连接；渗透蒸发膜组件(3)的渗透蒸气侧出口通过管路与冷却器(4)的渗透蒸气流道连接。
2.如权利要求1所述的带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，渗透蒸发膜组件(3)的材料为有机高分子材料或无机材料。
3.如权利要求1所述的带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置，其特征在于，渗透蒸发膜组件(3)的型式为板式或管式。
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| CN201721853806.0U CN207980882U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 带预热器的热泵渗透蒸发膜分离装置 |
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| CN207980882U true CN207980882U (zh) | 2018-10-19 |
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| CN (1) | CN207980882U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112090284A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 中国人民解放军海军勤务学院 | 基于压缩式热泵的膜蒸馏工业废水浓缩方法 |
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2017
- 2017-12-26 CN CN201721853806.0U patent/CN207980882U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN112090284A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-18 | 中国人民解放军海军勤务学院 | 基于压缩式热泵的膜蒸馏工业废水浓缩方法 |
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