CN212440796U - 一种基于汽化渗透的甲醇分离器 - Google Patents

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徐德全
王梓程
朱建军
黄少轩
刘师承
李娜
周屈兰
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Abstract

本实用新型公开了一种基于汽化渗透的甲醇分离器，包括：腔体和太阳能集热器；所述腔体内设置有渗透汽化膜；其中，所述渗透汽化膜将所述腔体分为第一腔室和第二腔室；所述渗透汽化膜为醋酸纤维素膜；所述第一腔室的一端设置有进料口，另一端设置有未透出口；所述第二腔室设置有透过出口；所述未透出口和所述透过出口设置于所述腔体的同一端；所述腔体设置于所述太阳能集热器上，所述太阳能集热器用于吸收太阳能对所述腔体进行加热。本实用新型的甲醇分离器，能够分离水溶液中的稀甲醇。

Description

一种基于汽化渗透的甲醇分离器
技术领域
本实用新型属于甲醇水溶液分离技术领域，特别涉及一种基于汽化渗透的甲醇分离器。
背景技术
汽化渗透(PV)技术利用膜两侧的蒸汽压力不同，推动组分从原料液中进入膜内，然后向膜后侧渗透，易溶解或者易挥发的组分被透过，不易溶解或者难挥发的组分被截留。
目前，对于乙醇水溶液的渗透蒸发分离技术业已成熟且达到工业化水平，而对甲醇水溶液分离的研究和应用报道却很少。现仅有的甲醇水溶液分离装置是以提纯制备高纯甲醇为目的，即将较高纯度甲醇中的少量水分通过膜蒸发渗透出去；该装置的应用场合受到局限，透过膜的物质是水而非甲醇，无法分离水溶液中的稀甲醇(浓度低于15％)。
综上，亟需一种新的基于汽化渗透的甲醇分离器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于汽化渗透的甲醇分离器，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型的甲醇分离器，能够分离水溶液中的稀甲醇。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，包括：腔体和太阳能集热器；
所述腔体内设置有渗透汽化膜；其中，所述渗透汽化膜将所述腔体分为第一腔室和第二腔室；所述渗透汽化膜为醋酸纤维素膜；
所述第一腔室的一端设置有进料口，另一端设置有未透出口；所述第二腔室设置有透过出口；所述未透出口和所述透过出口设置于所述腔体的同一端；
所述腔体设置于所述太阳能集热器上，所述太阳能集热器用于吸收太阳能对所述腔体进行加热。
进一步的，所述醋酸纤维素膜为加入疏水基团改性后的醋酸纤维素膜。
进一步的，所述腔体为圆柱状。
进一步的，还包括：冷凝器，所述冷凝器的入口与所述透过出口相连通。
进一步的，所述渗透汽化膜将所述腔体平均分为第一腔室和第二腔室。
进一步的，所述醋酸纤维素膜的厚度范围为0.20～0.40μm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型中，甲醇水稀溶液从进料口通入第一腔室，在太阳能集热器的加热作用下，部分甲醇和水蒸发形成混合蒸气；由于渗透汽化膜的两侧存在蒸气压力差，压差推动组分从原料液进入膜内，然后向膜后侧的第二腔室渗透；醋酸纤维素膜具有选择性透过作用，导致能向膜后侧渗透的组分以甲醇居多。本实用新型的甲醇分离器，能够分离水溶液中的稀甲醇，并且利用太阳能为装置供热，可降低能耗，具有较高的经济性。
本实用新型中，醋酸纤维素膜添加了疏水基团进行改性，能进一步促进向膜后侧渗透的组分以甲醇居多。
本实用新型中，在膜的后侧甲醇变成气相脱附而与膜分离开来；在冷凝器的作用下，甲醇液化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的一种基于汽化渗透的甲醇分离器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中，甲醇水溶液分离过程示意图；
图1和图2中，1、进料口；2、渗透汽化膜；3、腔体；4、未透出口；5、透过出口；6、太阳能集热器；7、冷凝器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，包括：腔体3；所述腔体3内设置有渗透汽化膜2，所述渗透汽化膜2将所述腔体3分隔成两部分；渗透汽化膜2的一侧开有进料口1和未透出口4，渗透汽化膜2的另一侧开有透过出口5；未透出口4和透过出口5处于所述腔体3的同一端，进料口1设置于另一端。
整个装置置于太阳能集热器6之上，透过出口5外接有冷凝器7。
本实用新型实施例中，所述腔体3为圆柱状。
本实用新型实施例中，所述渗透汽化膜2为醋酸纤维素膜(CA)。优选的，醋酸纤维素膜为加入疏水基团改性后的醋酸纤维素膜，其厚度范围为0.20～0.40μm。
请参阅图2，本实用新型的甲醇分离器的使用过程中，甲醇水稀溶液从进料口1通入腔体3，在太阳能集热器6的加热作用下，部分甲醇和水蒸发形成混合蒸气。由于膜的两侧存在蒸气压力差，压差推动组分从原料液进入膜内，然后向膜后侧渗透。醋酸纤维素膜具有选择性透过作用，并且添加了疏水基团进行改性，导致能向膜后侧渗透的组分以甲醇居多。在膜的后侧，甲醇变成气相脱附而与膜分离开来。
优选的，在冷凝器7的作用下，甲醇液化，得到所需的分离产物。
综上所述，本实用新型公开了一种基于汽化渗透的新型甲醇分离器，包括：进料口和圆柱型腔体；其中，渗透汽化膜将腔体分隔成两部分，在进料口同侧开有未透出口，在膜的另一侧开有透过出口，整个装置置于太阳能集热器之上，透过出口外接冷凝器。本实用新型利用太阳能提供渗透汽化所需的温度环境，并利用合适的膜材料实现水溶液中稀甲醇的分离，应用范围广，能耗低。本实用新型通过特殊膜材质的选取和改性，可以实现水溶液中稀甲醇的分离，应用范围广，实用性好。本实用新型使用清洁的太阳能为分离装置供热，充分节能。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，包括：腔体(3)和太阳能集热器(6)；
所述腔体(3)内设置有渗透汽化膜(2)；其中，所述渗透汽化膜(2)将所述腔体(3)分为第一腔室和第二腔室；所述渗透汽化膜(2)为醋酸纤维素膜；
所述第一腔室的一端设置有进料口(1)，另一端设置有未透出口(4)；所述第二腔室设置有透过出口(5)；所述未透出口(4)和所述透过出口(5)设置于所述腔体(3)的同一端；
所述腔体(3)设置于所述太阳能集热器(6)上，所述太阳能集热器(6)用于吸收太阳能对所述腔体(3)进行加热。
2.根据权利要求1所述的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，所述醋酸纤维素膜为加入疏水基团改性后的醋酸纤维素膜。
3.根据权利要求1所述的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，所述腔体(3)为圆柱状。
4.根据权利要求1所述的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，还包括：
冷凝器(7)，所述冷凝器(7)的入口与所述透过出口(5)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，所述渗透汽化膜(2)将所述腔体(3)平均分为第一腔室和第二腔室。
6.根据权利要求1所述的一种基于汽化渗透的甲醇分离器，其特征在于，所述醋酸纤维素膜的厚度范围为0.20～0.40μm。
CN202020856859.3U 2020-05-20 2020-05-20 一种基于汽化渗透的甲醇分离器 Active CN212440796U (zh)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113800701A (zh) * 2021-09-27 2021-12-17 苏州环浩环保设备有限公司 一种含硫酸镁固体的甲醇废液再回收方法

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