FR2556232A1 - Appareil de transpiration thermique - Google Patents

Appareil de transpiration thermique Download PDF

Info

Publication number
FR2556232A1
FR2556232A1 FR8419020A FR8419020A FR2556232A1 FR 2556232 A1 FR2556232 A1 FR 2556232A1 FR 8419020 A FR8419020 A FR 8419020A FR 8419020 A FR8419020 A FR 8419020A FR 2556232 A1 FR2556232 A1 FR 2556232A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
spacer
membrane
microporous membrane
woven
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8419020A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2556232B1 (fr
Inventor
Shoji Kimura
Shunichi Shimatani
Atsuo Yoshimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
Publication of FR2556232A1 publication Critical patent/FR2556232A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2556232B1 publication Critical patent/FR2556232B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • B01D61/364Membrane distillation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0015Heat and mass exchangers, e.g. with permeable walls
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S159/00Concentrating evaporators
    • Y10S159/27Micropores
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S159/00Concentrating evaporators
    • Y10S159/28Porous member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE CONCENTRATION THERMIQUE A L'AIDE DE MEMBRANE. ELLE SE RAPPORTE A UN APPAREIL QUI COMPORTE UNE MEMBRANE MICROPOREUSE 2 SEPAREE D'UNE PAROI 8 DE TRANSMISSION DE CHALEUR PAR UNE ENTRETOISE POREUSE 7. LE CONDENSAT QUI SE FORME SUR LA PAROI DE TRANSMISSION DE CHALEUR EST EVACUE PAR L'ENTRETOISE POREUSE. APPLICATION A LA CONCENTRATION DES SOLUTIONS ORGANIQUES.

Description

Ä556232 L'invention concerne un appareil de transpiration thermique. Plus
précisément, elle concerne un appareil de transpiration thermique ayant une entretoise poreuse
placée entre une membrane microporeuse et une paroi transmet-
tant la chaleur afin que l'espace intermédiaire soit minimal
et améliore le rendement en condensat.
Il existe, comme procédé de séparation de l'eau
d'une solution aqueuse, un procédé de transpiration ther-
mique dans lequel une solution introduite ou d'alimentation,
telle qu'une saumure, circule d'un côté d'une membrane micro-
poreuse (qui est imperméable aux liquides tout en permet-
tant facilement la traversée de la vapeur), et la vapeur du constituant à séparer de la solution d'alimentation est condensée sur une paroi froide, de l'autre côté de la membrane. On a déjà proposé divers appareils destinés à la mise en oeuvre d'un tel procédé de séparation. Par exemple, le brevet japonais publié n 49-45461 (45461/1974) décrit un appareil de transpiration thermique à plusieurs étayes destinés à séparer un constituant d'une solution par circulation du liquide chaud d'alimentation à distiller et d'un liquide froid de part et d'autre d'une région gazeuse placée entre la membrane microporeuse précitée qui est perméable à la vapeur du constituant à séparer et la paroi froide sur laquelle cette vapeur doit se condenser,
avec formation d'eau pure provenant de la saumure.
De manière générale, un tel appareil de transpi-
ration thermique permet l'obtention d'un débit élevé de condensation de la vapeur, donnant ainsi un rendement élevé en condensat par heure, et il est réduit au minimum lorsque l'espace (c'est-à-dire la région gazeuse) compris
entre la membrane et la paroi froide est rendu petit. Cepen-
dant, la membrane n'est pas rigide et elle a tendance à fléchir si bien qu'elle vient souvent au contact de la paroi froide. La partie de membrane qui est au contact de la paroi froide empêche non seulement l'infiltration de la vapeur à travers la membrane mais aussi la circulation du condensat entre la membrane et la paroi froide si bien que le rendement en condensat est réduit. Ainsi, un appareil classique de transpiration thermique est construit de manière qu'il reste un espace important entre la membrane microporeuse et la paroi froide afin que le contact soit évité entre eux. Ceci provoque en conséquence une réduction
inévitable du rendement en condensat.
L'appareil selon l'invention, qui ne présente
pas les inconvénients Drécités et d'autres nombreux incon-
vénients et défauts de la technique antérieure, comporte une membrane microporeuse qui est imperméable aux liquides et qui permet cependant facilement la traversée de la vapeur, le passage d'une solution chaude introduite placée
d'un premier côté de la membrane microporeuse, une entre-
toise poreuse placée sur une partie au moins de l'autre
côté de la membrane microporeuse, et une paroi de transmis-
sion de chaleur placée sur l'entretoise, de manière que
la vapeur du constituant à séparer de la solution d'alimen-
tation s'infiltre à travers la membrane, diffuse vers la paroi de transmission de chaleur à travers l'entretoise et se refroidisse sur la paroi de transmission de chaleur en formant un condensat qui est retiré par l'intermédiaire
de l'entretoise.
La membrane microporeuse, dans un mode de réalisa-
tion préféré, a des pores dont le diamètre est compris entre
0,05 et 50 microns.
La membrane microporeuse, dans un mode de réalisa-
tion préféré, a des pores occupant une portion de 20 a
plus de son volume total.
La membrane microporeuse a une épaisseur comprise
entre 1 et 500 microns, dans un mode de réalisation préféré.
La membrane microporeuse est formée d'une résine fluorocarbonée, d'une résine de silicone, de polyéthylène ou de polypropylène. La résine fluorocarbonée est au moins
une matière choisie dans le groupe qui comprend le polyté-
trafluoréthylène, le fluorure de vinylidène et un copolymère d'éthylènetétrafluoréthylène. L'entretoise poreuse est formée d'un élément choisi
dans les groupes comprenant les étoffes tissées ou non for-
mées de fibres naturelles et/ou synthétiques, les étoffes tissées ou non imprégnées d'une résine mélamine-formaldéhyde ou de résines époxydes, des étoffes tissées ou non formées de fibres de carbone, des feuilles poreuses analogues à des éponges, et des tulles métalliques. Les fibres de
synthèse sont choisies dans les groupes comprenant le poly-
éthylène, les polyesters et les polyamides.
Les étoffes tissées ou non, dans un mode de
réalisation préféré, ont des mailles de 15 pm à 2 mm.
L'entretoise poreuse, dans un mode de réalisation
préféré, a une épaisseur comprise entre 0,1 et 5 mm.
Ainsi, l'invention décrite dans le présent mémoire
rend possible (1) la réalisation d'un appareil de transpi-
ration thermique donnant un rendement élevé en condensat, (2) la réalisation d'un appareil de transpiration thermique dans lequel une membrane microporeuse est placée près d'une paroi de transmission de chaleur de manière que, dès que la vapeur du constituant à séparer d'une solution d'alimentation traverse la membrane, il est refroidi sur la paroi de transmission de chaleur et se condense, et (3) la réalisation d'un appareil de transpiration thermique dans lequel le condensat résultant peut circuler régulièrement à travers l'espace délimité entre la membrane et la paroi
de transmission de chaleur et peut en être retiré.
L'invention peut être mieux comprise et ses nombreux objets et avantages apparaissent aux hommes du métier en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'un appareil de transpiration thermique selon l'invention;
la figure 2 est une coupe de l'appareil de trans-
piration thermique suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe d'un autre appareil de transpiration thermique selon l'invention;
la figure 4 est une perspective partielle d'entre-
toises disposées sur la membrane microporeuse, dans l'appa-
reil de la figure 3 la figure 5 est une coupe verticale 'd'un autre appareil de transpiration thermique selon l'invention;
la figure 6 est une coupe de l'appareil de trans-
piration thermique de la figure 5 suivant la ligne VI-VI; la figure 7 est une coupe verticale d'un autre appareil de transpiration thermique selon l'invention; la figure 8 est un graphique représentant la relation entre les valeurs du pH de la solution introduite et les valeurs du pH du condensat dans un traitement de solutions acides et alcalines; la figure 9 est un graphique représentant la relation entre le degré de concentration de la solution introduite et le rendement en condensat; la figure 10 est un graphique représentant le rendement en condensat d'une solution de pectine; et la figure 11 est un graphique représentant la relation entre la multiplication de concentration et le rendement en eau condensée dans le traitement d'un liquide
usé d'une papeterie.
Les figures 1 et 2 représentent un appareil de transpiration thermique selon l'invention dans lequel un tube interne 2 formé d'une membrane microporeuse est placé coaxialement dans un tube externe 1 afin qu'un passage 3 d'une solution chaude d'alimentation soit formé entre eux. La membrane microporeuse constituant le tube interne 2
ne doit pas avoir d'affinité pour la solution chaude intro-
duite (c'est-à-dire qu'elle doit être hydrophobe lorsque la solution introduite est une solution aqueuse) et elle doit être imperméable à la solution introduite tout en permettant facilement le passage de la vapeur. La membrane microporeuse a des pores de dimension comprise entre 0,05 et microns, de préférence entre 0,1 et 10 microns. Les pores occupant une portion de 20 % ou plus et de préférence de 50 % du volume total de la membrane. L'épaisseur de la membrane microporeuse est comprise entre 1 et 500 microns, de préférence entre 5 et 50 microns, mais elle n'est pas limitée à ces valeurs. Lorsque la solution introduite est une solution aqueuse, des matières utiles comme membrane microporeuse sont les résines fluorocarbonées telles que le polytétrafluoréthylène, le fluorure de vinylidène, un copolymère d'éthylène et de tétrafluoréthylène, etc., le polypropylène (par exemple "Cellgard" qui est obtenu auprès de CELANESE PLASTICS COMPANY et a des pores occupant 35 % de son volume total), et le polyéthylène étant donné sa résistance à la chaleur et son caractère hydrophobe. Les membranes microporeuses formées de matières hydrophiles
telles qu'une polysulfone, la cellulose, etc., sont reve-
tues de matières hydrophobes telles que des résines fluoro-
carbonées, des résines de silicone, etc. Les conduits 4 et 5 sont connectés au passage A et, le cas échéant, à un dispositif 6 de chauffage. La solution introduite est chauffée par le dispositif *6 jusqu'à une température donnée et elle circule du conduit 4 au passage 3 et est retirée du conduit 5. La charge neuve
est transmise à ce système à volonté.
Une entretoise 7 est placée à la face interne
du tube précité 2 sous forme d'une membrane microporeuse.
A la face interne de l'entretoise 7 est placée une paroi 8 de transmission de chaleur. L'entretoise 7 doit être poreuse afin que la vapeur du constituant à séparer de la solution introduite s'infiltre à travers le tube 2 et atteigne la paroi 8. La vapeur se refroidit sur la paroi 8 de transmission de chaleur et forme un condensat qui est retiré à travers l'entretoise 7. Ainsi, l'entretoise 7 doit aussi être perméable au liquide et conductrice de la chaleur, des exemples étant des étoffes tissées ou non-tissées ayant des mailles allant de 15 pm à 2 mm, formées de fibres naturelles et/ou synthétiques telles que le polyéthylène, les polyesters, les polyamides, etc. des feuilles poreuses qui peuvent être obtenues par imprégnation des étoffes précitées par une résine mélamines formaldéhyde, des résines époxydes ou analogues, des étoffes tissées ou non-tissées formées de fibres de carbone, des
feuilles poreuses analogues à des éponges, des tulles méta-
liaues, etc. L'épaisseur de l'entretoise 7 est compr4q entre 0,1 et 5 mm, de préférence entre 0,2 et 3 mm, mais elle n'est pas limitée à ces valeurs. Lorsque l'épaisseur
est trop grande, l'efficacité de la condensation diminue.
Un conduit 9 de condensat est relié à la partie inférieure de l'entretoise 7 et conduit le condensat de la partie supérieure à la partie inférieure avant extraction par le conduit 9 hors du circuit. Toutes les entretoises qui dirigent le condensat dans des directions particulières
peuvent être utilisées.
L'entretoise 7 est placée sur le tube 2 form-
-par la membrane d'une manière telle qu'elle peut venir au contact d'une partie au moins de la face interne du tube 2 comme représenté sur les figures 3 et 4. Elle peut être placée sur le tube 7 près du conduit 9 d'extraction
du condensat. Ainsi, le condensat peut être retiré régu-
lièrement à travers l'entretoise 7 même lorsqu'une partie du tube 2 vient au contact de la paroi 8 de transmission
de chaleur.
L'entretoise 7 peut être fixée au tube 2 ou à la paroi 8, préalablement, à moins qu'une telle adhérence de l'entretoise empêche la traversée du tube 2 formé de
la membrane par la vapeur et la diffusion à travers l'entre-
toise 7 vers la paroi 8 de transmission de chaleur.
La paroi 8 est un mince tube formé d'une matière ayant une excellente conductibilité thermique, par exemple d'un métal. Des conduits 10 et 11 sont raccordés à cette paroi 8. Un fluide de refroidissement tel que de l'eau est recyclé dans le tube 8 par l'intermédiaire des conduits 10
et 11.
Dans une variante, plusieurs tubes formés de membrane, ayant une entretoise à la face interne de chaque tube et une paroi de transmission de chaleur à la face interne de l'entretoise, peuvent être placés coaxialement
dans le tube externe.
Les figures 5 et 6 représentent un autre appareil de transpiration thermique selon l'invention dans lequel le passage 3 de la solution chaude introduite est situé à l'intérieur du tube 2 formé d'une membrane qui est lui-même placé coaxialement dans le tube externe 1. L'entretoise 7
est placée à la face externe du tube 2. Le tube 8 de trans-
mission de chaleur est placé à la face externe de l'entre- toise 7 afin qu'il délimite un passage 13 d'un fluide de refroidissement, tel que de l'eau, entre eux. De la
même manière que dans le mode de réalisation décrit précé-
demment, les conduits 4 et 5 de solution d'alimentation sont reliés au passage 3, et les conduits 10 et 11 du fluide de refroidissement sont reliés au passage 13. Le conduit 9 d'extraction du condensat est relié à la partie inférieure
de l'entretoise 7.
La figure 7 représente un autre appareil de
transpiration thermique selon l'invention dans lequel plu-
sieurs parois 2 formées de membrane microporeuse sont disposées parallèlement les unes aux autres afin qu'elles forment les passages 3 de solution introduite, entre elles, et l'entretoise poreuse 7 est placée à la face externe de chacune des parois 2. La paroi 8 de transmission de chaleur est placée à la face externe de chaque entretoise 7
afin que les passages 13 de circulation de fluide de refroi-
dissement soient formés avec la paroi de transmission de chaleur placée en face. La solution introduite pénètre dans le passage 3 à partir du conduit 4 par l'intermédiaire de l'entrée 14 et elle est évacuée du conduit 5 par la sortie 15. Le fluide de refroidissement est introduit
dans le passage 13 à partir du conduit 10, par l'intermé-
diaire de l'entrée 16, et il est évacué du conduit 11 par la sortie 17. L'entretoise 7 est reliée au conduit 9 par
la sortie 18.
Selon l'invention, une solution chaude d'alimenta-
tion est introduite dans le passage 3 et la vapeur de la solution introduite traverse la paroi ou le tube 2 formé d'une membrane et diffuse à travers l'entretoise 7 vers la paroi 8 de transmission de chaleur dans laquelle circule un fluide froid. La vapeur se refroidit sur la paroi 8 et forme un condensat qui est dirigé vers le conduit 9 par l'entretoise 7 et qui est extrait du circuit. Un traitement de séparation de la solution introduite est répété sous cette forme, et la solution résiduelle peut être concentrée de la quantité voulue. L'appareil selon l'invention est réalisé de
manière qu'une membrane microporeuse et une paroi de trans-
mission de chaleur soient disposées parallèlement l'une à l'autre, de part et d'autre d'une mince entretoise, afin qu'un espace extrêmement faible soit délimité entre elles, et l'entretoise peut donc être refroidie par la paroi de transmission de chaleur. En conséquence, dès que la
vapeur traverse la membrane, elle est refroidie par l'entre-
toise et la paroi de transmission de chaleur et se condense si bien que le débit de condensation est élevé. En outre,
comme l'entretoise qui dirige le condensat dans une direc-
tion donnée est placée entre la paroi de la membrane et la paroi de transmission de chaleur, le condensat peut s'écouler régulièrement vers la sortie. L'appareil de transpiration thermique selon l'invention permet donc
un débit élevé et un rendement élevé de condensation.
L'utilisation de l'appareil de transpiration thermique selon l'invention permet par exemple la production d'eau pure à partir d'une solution saline; des constituants
utiles, utilisés par exemple dans les industries alimen-
taires ou médicales, peuvent être séparés et/ou concentrés; des liquides usés, par exemple une solution de pectine, une solution de gélatine, une solution d'amidon, de l'eau acide, de l'eau alcaline, une solution chromatique, des liquides de chaudière et/ou de papeterie, etc. peuvent
être traités.
Exemple 1
On a utilisé l'appareil représenté sur la figure 1, comprenant un tube de transmission de chaleur formé d'acier inoxydable, placé coaxialement dans un tube externe, une entretoise poreuse formée d'un tissu poreux de polyamide (mailles de 0,3 mm) ayant une épaisseur de 0,5 mm, disposée à la face externe du tube de transmission de chaleur, et un tube formé d'une membrane microporeuse de polytétrafluoréthylène ayant un diamètre de pores de 0,6 micron en moyenne, une épaisseur de 70 microns, la porosité représentant 80 % du volume total, ce tube étant placé à la face externe de l'entretoise, si bien que la
surface efficace de membrane était de 240 cm2.
De l'eau de refroidissement à une température de 10 C circulait dans le tube de transmission de chaleur alors qu'une solution saline à 60 C, contenant du sel à une concentration de 3,5 %, était traitée. L'eau condensée
a été obtenue avec un débit de 16,0 kg/m2.h.
Exemple 2
On a utilisé le même appareil et les mêmes condi-
tions que dans l'exemple 1, mais on a utilisé un tissu (mailles de 0,3 mm) ayant 0,5 mm d'épaisseur et formé de fibres de carbone, comme entretoise. L'eau condensée était
obtenue avec un débit de 17,2 kg/m2.h.
A titre de témoin, on a utilisé un appareil
sans entretoise, ayant un espace de 0,4 mm entre une mem-
brane microporeuse et un tube de transmission de chaleur, pour le traitement de la même solution saline que dans les exemples 1 et 2 qui précèdent. L'eau condensée était
obtenue avec un débit de 2,0 kg/m2.h.
Exemple 3 Le même tissu de polyamide que dans l'exemple 1 a été collé par points à la même membrane microporeuse que dans l'exemple 1. Plusieurs couches résultantes ont été disposées aprallèlment de manière que, dans chaque paire de couches parallèles, la surface poreuse de chaque membrane soit alignée afin qu'elle soit tournée vers la
surface poreuse de sa contrepartie. Une paroi de transmis-
sion thermique, formée d'acier inoxydable, a été placée sur chacune des entretoises de polyamide, avec formation d'un appareil ayant vingt étages et une surface efficace de membrane de 0,64 m2, représentée sur la figure 7. La même solution saline que dans l'exemple 1 a été traitée de la même manière que cet exemple. L'eau condensée a été
obtenue à raison de 14,5 kg/m2.h.
Exemple 4
Les solutions acides et alcalines ont été traitées avec l'appareil de l'exemple 1. Les résultats figurent dans le tableau 1 et sur la figure 8 qui indiquent que
de l'acide sulfurique et de l'hydroxyde de sodium respec-
tivement ont été totalement séparés de chacune des solutions acides et alcalines introduites, donnant de l'eau pure
comme condensat, avec un rendement élevé.
Tableau 1
Solution Eau introduite condensée Rendement Rejet (kg/m2.h) (%))
0,48 6,09 16,2 100
Acide sulfurique 1,44 6.,04 16,0 100
2,8 6,11 16,0 100
4,2 6,41 16,0 99,0
9,85 5,84 16,2 100
Hydroxyde de sodium 11,41 5,83 16,2 100
12,35 5,98 16,3 1ô0
13,55 6,11 16,0 100
Exemple 5
Du jus d'orange (densité 12 Bx ) a été concentré avec l'appareil de l'exemple 1 et dans les mêmes conditions, mais le jus d'orange était maintenu a une température
de 48 C. A titre de témoin, le même jus d'orange que précé-
demment a été traité à 30 C, sous une pression de 50 bars,
par un procédé d'osmose inverse. Les résultats sont repré-
sentés sur la figure 9 qui indique que l'appareil selon
l'invention peut donner une grande vitesse de concentra-
tion et un rendement stable de condensation pour une larae
gamme de vitesses de concentration.
Exemple 6 De l'eau de refroidissement à une température de 20 C a été introduite dans le tube de transmission de chaleur de l'appareil de l'exemple 1, pendant qu'une solution d'un extrait de pectine à 60 C, contenant de la pectine à une concentration pondérale de 0,2 %, était introduite dans le passage d'alimentation, avec obtention d'une solution concentrée contenant de la pectine à une concentration de 1,35 % en poids (6,7 fois la concentration originale de pectine). L'eau condensée résultante contient
de la pectine à une concentration de 20 ppm ou moins.
A titre de témoin, la même solution d'extrait de pectine que précédemment a été traitée à 30 C avec une vitesse de circulation à la surface de la membrane de 2 m/s, à une pression de 4 bars, à l'aide d'un module
de membrane ayant une membrane d'ultrafiltration de polysul-
fone ayant un poids moléculaire fractionnaire de 20 000, La solution concentrée obtenue contenant de la pectine à
une concentration de 1,36 % en poids (6,8 fois la concentra-
tion originale de pectine). Les résultats sont indiqués sur la figure 10 qui montre que l'eau condensée est obtenue avec un débit élevé et que la solution introduite peut être concentrée avec une multiplication de concentration de 6 et plus selon l'invention, alors qu'un module classique d'ultrafiltration donne de l'eau condensée avec un débit extrêmement faible et ne peut pratiquement pas être mise en oeuvre sous forme d'un module de filtration pour une
multiplication de concentration aussi faible que trois fois.
Exemple 7
De l'eau de refroidissement à 10 C a été intro-
duite dans le tube de transmission de chaleur de l'appareil de l'exemple 1, avec un extrait d'huître (teneur totale en matières solides 3,73 %, teneur totale en azote 1 800 ppm, conductivité 3 200 gS), à 60 C, obtenu par traitement d'huîtres à 80-100 C, a été introduit dans le passage d'alimentation de l'appareil. Les résultats figurent dans
le tableau 2.
Tableau 2
Multiplication de concentration 1 3 Teneur totale en azote (ppm) liquide concentré 1800 5300 eau condensée 64,4 70 Teneur totale en matières solides (%) liquide concentré 3,73 11,8 eau condensée 0,07 1,1 Conductivité (pS) liquide concentré 3200 8000 eau condensée 310 600 Rendement en eau condensée (m3/m2.d) 0,25 0,20
Exemple 8
De l'eau de refroidissement à 10 C a été intro-
duite dans le tube de transmission de chaleur de l'appareil de l'exemple 1, et un liquide usé coloré en noir contenant
de la lignine et de l'hydroxyde de sodium (teneur en ma-
tières solides 10 %, demande chimique en oxygène 20 000 ppm, pH 12,6, conductivité 10 000 pS) à 60 C, provenant d'une papeterie, a été introduit dans le passage d'alimentation de l'appareil, la solution obtenue ayant une concentration multipliée par quatre. Le débit d'eau condensée était de 0,3 m3/m2.d de manière constante comme l'indique la figure 11, pendant le traitement de concentration. L'eau condensée résultante ne contenait ni éléments solides (taux de rejet de 99,99 %) ni de demande chimique en oxygène (rendement d'extraction de 99,99 %), et elle avait une conductivité aussi faible que 2,3 pS. Ainsi, on a constaté que l'appareil selon l'invention formait de l'eau condensée de haute
qualité à partir d'un tel liquide usé.
A titre de témoin, un liquide usé (teneur totale en matières solides 8,3 %, demande chimique en oxygène 000 ppm, pH 11,3) provenant d'une papeterie a été traité à 25 C sous une pression de 45 bars par une membrane d'osmose inverse ayant un rendement d'extraction de sel de 99 %, la solution résultante ayant subi une concentration de deux fois. Le débit d'eau condensée était de 1,8 1/m2.h en moyenne. Le débit a diminué si nettement au cours du temps qu'il atteignait le cinquième du débit au début lorsque
la concentration a atteint un facteur deux.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Appareil de concentration thermique par trans-
piration, caractérisé en ce qu'il comprend une membrane
microporeuse (2) imperméable aux liquides tout en permet-
tant facilement la traversée de la vapeur, une solution chaude d'alimentation circulant d'un premier côté de la membrane microporeuse, une entretoise poreuse (7) placée sur une partie au moins de l'autre côté de la membrane microporeuse, et une paroi de transmission de chaleur (8)
placée sur l'entretoise de manière que la vapeur du consti-
tuant à séparer de la solution d'alimentation traverse la membrane, diffuse vers la paroi de transmission de chaleur à travers l'entretoise et se refroidisse sur la paroi de transmission de chaleur en formant un condensat
qui est extrait à travers l'entretoise.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane microporeuse (2) a des pores dont
le diamètre est compris entre 0,05 et 50 microns.
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane microporeuse (2) a des pores occupant
au moins 20 % de son volume total.
4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane microporeuse (2) a une épaisseur
comprise entre 1 et 500 microns.
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane microporeuse (2) est formée d'une
résine fluorocarbonée, d'une résine de silicone, de poly-
éthylène ou de polypropylène.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résine fluorocarbonée est choisie dans le groupe comprenant le polytétrafluoréthylène, le fluorure
de vinylidène et les copolymères d'éthylène et de tétra-
fluoréthylène.
7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'entretoise poreuse (7) est formée d'une subs-
tance comprise dans le groupe comprenant les étoffes tissées et nontissées formées de fibres naturelles, synthétiques ou naturelles et synthétiques, les étoffes tissées ou non-tissées imprégnées d'une résine mélamine-formaldéhyde ou d'une résine époxyde, les étoffes tissées ou nontissées
formées de fibres de carbone, les feuilles poreuses analo-
gues à des éponges, et les tulles métalliques.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fibres de synthèse sont choisies dans le groupe qui comprend le polyéthylène, les polyesters et
les polyamides.
9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les étoffes tissées ou non-tissées ont des mailles
comprises entre 15 microns et 2 mm.
10. Appareil selon la revendication 7, caracté-
risé en ce que l'entretoise poreuse a une épaisseur comprise
entre 0,1 et 5 mm.
FR8419020A 1983-12-13 1984-12-12 Appareil de transpiration thermique Expired FR2556232B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58234764A JPS60125203A (ja) 1983-12-13 1983-12-13 サ−モパ−ペ−パレ−シヨン装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2556232A1 true FR2556232A1 (fr) 1985-06-14
FR2556232B1 FR2556232B1 (fr) 1988-10-07

Family

ID=16975986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8419020A Expired FR2556232B1 (fr) 1983-12-13 1984-12-12 Appareil de transpiration thermique

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4620900A (fr)
JP (1) JPS60125203A (fr)
BE (1) BE901255A (fr)
BR (1) BR8406379A (fr)
DE (1) DE3445415A1 (fr)
FR (1) FR2556232B1 (fr)
GB (1) GB2151155B (fr)
SE (1) SE8406269L (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073277A1 (fr) * 2017-11-07 2019-05-10 Universite De Lorraine Systeme d'echangeur de chaleur a paroi anti-depot

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE452451B (sv) * 1984-06-07 1987-11-30 Svenska Utvecklings Ab Anordning for membrandestillation
SE447728B (sv) * 1985-06-17 1986-12-08 Svenska Utvecklings Ab Destillationsanordning for destillering av vetska innefattande ett membran
SE448085B (sv) * 1985-07-04 1987-01-19 Svenska Utvecklings Ab Anordning for avsaltning av saltvatten med membrandestillation
EP0226216B1 (fr) * 1985-12-18 1992-05-06 Hitachi, Ltd. Dispositif de distillation
JPS6362504A (ja) * 1986-09-02 1988-03-18 Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd 有機成分含有水溶液中の有機成分の濃縮方法
DE3713973A1 (de) * 1986-10-01 1988-04-14 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung mit membranmodul
US4978430A (en) * 1986-12-06 1990-12-18 Ube Industries, Ltd. Method for dehydration and concentration of aqueous solution containing organic compound
US5290403A (en) * 1987-03-17 1994-03-01 Saeaesk Aapo Liquid evaporating apparatus
DE3723193A1 (de) * 1987-07-14 1989-01-26 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von alkoholaten
US4952751A (en) * 1988-04-08 1990-08-28 Membrane Technology & Research, Inc. Treatment of evaporator condensates by pervaporation
DE3824839C1 (fr) * 1988-07-21 1989-10-05 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De
US5246549A (en) * 1989-05-15 1993-09-21 John Heil Vacuum distillation system utilizing loose polymer lining
US5022967A (en) * 1989-09-18 1991-06-11 Lachat Instruments Microdistillation apparatus
FR2687660B1 (fr) * 1992-02-24 1994-09-16 Cogia Procede et dispositif de demineralisation de l'eau.
JPH07155561A (ja) * 1993-12-07 1995-06-20 Shimizu Corp 造水チューブ
PT1208066E (pt) * 1999-08-06 2007-03-30 Du Pont Destilador de água e procedimento para o respectivo funcionamento
US6767433B2 (en) * 2001-05-01 2004-07-27 Solaqua, Inc. System and method for solar distillation
US7153395B2 (en) * 2001-05-01 2006-12-26 Solaqua, Inc. Systems and methods for solar distillation
US8940265B2 (en) 2009-02-17 2015-01-27 Mcalister Technologies, Llc Sustainable economic development through integrated production of renewable energy, materials resources, and nutrient regimes
US7506682B2 (en) * 2005-01-21 2009-03-24 Delphi Technologies, Inc. Liquid cooled thermosiphon for electronic components
US20060162903A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Bhatti Mohinder S Liquid cooled thermosiphon with flexible partition
US7077189B1 (en) * 2005-01-21 2006-07-18 Delphi Technologies, Inc. Liquid cooled thermosiphon with flexible coolant tubes
CN101495216B (zh) * 2005-08-03 2014-04-16 唐纳森公司 用于闪蒸馏的微孔膜
EP1925355A1 (fr) 2006-10-31 2008-05-28 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Procédé de purification d'un liquide par distillation membranaire
JP5343068B2 (ja) * 2007-04-03 2013-11-13 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー ポリオールおよびイオン液体の混合物を用いる熱伝達システム
GB0719390D0 (en) * 2007-10-04 2007-11-14 Design Tech & Innovation Ltd Water purification
EP2156880A1 (fr) * 2008-08-19 2010-02-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Procédé de séparation de mélanges liquides
US9231267B2 (en) * 2009-02-17 2016-01-05 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy
US8814983B2 (en) 2009-02-17 2014-08-26 Mcalister Technologies, Llc Delivery systems with in-line selective extraction devices and associated methods of operation
US9097152B2 (en) 2009-02-17 2015-08-04 Mcalister Technologies, Llc Energy system for dwelling support
WO2011100730A2 (fr) * 2010-02-13 2011-08-18 Mcalister Roy E Système de distribution équipés de dispositifs d'extraction en ligne sélectifs, et procédés d'exploitation associés
US20110284444A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Chung Yuan Christian University Condensing Tube And Filtration Module Thereof
CN102309923B (zh) * 2010-07-01 2013-12-04 私立中原大学 凝结管及使用其的过滤模块
CN102641605A (zh) * 2012-04-26 2012-08-22 苏州市金翔钛设备有限公司 醋酸回收塔
JP6112566B2 (ja) * 2014-03-10 2017-04-12 国立研究開発法人産業技術総合研究所 液体の膜透過の光制御技術
WO2016044301A1 (fr) * 2014-09-15 2016-03-24 Massachusetts Institute Of Technology Distillation sur membrane à espace conducteur écoénergétique
US11992808B2 (en) 2018-07-23 2024-05-28 King Abdullah University Of Science And Technology Membrane distillation module and multi-effect process
FR3084454B1 (fr) * 2018-07-25 2020-10-09 Association Pour La Rech Et Le Developpement Des Methodes Et Processus Industriels Armines Echangeur de chaleur et de matiere
CN115209977A (zh) * 2021-02-04 2022-10-18 梅斯富特创新私人有限公司 膜废水处理系统及其方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985588A (en) * 1957-03-28 1961-05-23 Standard Oil Co Separation technique through a permeation membrane
US3385769A (en) * 1965-06-29 1968-05-28 United Aircraft Corp Apparatus for reclaiming water
US3878054A (en) * 1964-12-09 1975-04-15 Pactide Corp Distillation apparatus and process

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3266223A (en) * 1961-10-06 1966-08-16 Sinclair Research Inc Diffusion apparatus
US3060119A (en) * 1962-05-16 1962-10-23 Frederick D Carpenter Sea-well conversion of salt water
DE1519678C3 (de) * 1964-12-09 1978-04-13 Pactide Corp., Cambridge, Mass. (V.St.A.) Destillationsvorrichtung
FR1480873A (fr) * 1965-05-25 1967-08-09
FR2276855A1 (fr) * 1974-07-04 1976-01-30 Rhone Poulenc Ind Appareil a membranes tubulaires supportees pour le traitement de fluides
US4280909A (en) * 1978-05-30 1981-07-28 Deutsch Daniel Harold Microporous member with interconnected, oriented tapered voids
US4265713A (en) * 1979-02-14 1981-05-05 International Power Technology, Inc. Method and apparatus for distillation
US4302270A (en) * 1979-06-26 1981-11-24 Dorr-Oliver Incorporated Method of bonding an ultrafiltration membrane assembly
US4419242A (en) * 1980-02-04 1983-12-06 International Power Technology, Inc. Composite membrane for a membrane distillation system
SE419699B (sv) * 1980-03-24 1981-08-24 Finn Torberger Anordning for att lata en forsta vetska passera nera men ej blandas med en andra vetska, t ex en anordning for avsaltning av havsvatten
US4347139A (en) * 1980-03-24 1982-08-31 Juichiro Ozawa Membrane for reverse osmosis and method of making the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2985588A (en) * 1957-03-28 1961-05-23 Standard Oil Co Separation technique through a permeation membrane
US3878054A (en) * 1964-12-09 1975-04-15 Pactide Corp Distillation apparatus and process
US3385769A (en) * 1965-06-29 1968-05-28 United Aircraft Corp Apparatus for reclaiming water

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073277A1 (fr) * 2017-11-07 2019-05-10 Universite De Lorraine Systeme d'echangeur de chaleur a paroi anti-depot
WO2019091960A1 (fr) * 2017-11-07 2019-05-16 Université De Lorraine Système d'échangeur de chaleur à paroi anti-dépôt

Also Published As

Publication number Publication date
BE901255A (fr) 1985-03-29
DE3445415A1 (de) 1985-06-20
JPS60125203A (ja) 1985-07-04
SE8406269L (sv) 1985-06-14
GB2151155B (en) 1987-07-29
FR2556232B1 (fr) 1988-10-07
SE8406269D0 (sv) 1984-12-10
GB8430956D0 (en) 1985-01-16
GB2151155A (en) 1985-07-17
US4620900A (en) 1986-11-04
BR8406379A (pt) 1985-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2556232A1 (fr) Appareil de transpiration thermique
KR101969633B1 (ko) 막 증류 장치 및 소수성 다공질막
CN110461452B (zh) 膜蒸馏用多孔质膜和膜蒸馏用组件的运转方法
JPS62501483A (ja) 膜による浸透濃縮
KR101524225B1 (ko) 막 증류용 분리막 모듈
JP6858516B2 (ja) 液状食品の濃縮方法
JP2018083189A (ja) 膜蒸留装置
JP6599900B2 (ja) 中空糸膜の製造方法
Mousavi et al. Modification of porous polyetherimide hollow fiber membrane by dip-coating of Zonyl® BA for membrane distillation of dyeing wastewater
JP2774843B2 (ja) スパイラル型脱気膜モジュール
JP7159353B2 (ja) 膜蒸留用モジュール及びそれを用いた膜蒸留装置
JP2014034022A (ja) 造水装置
BE888555A (fr) Appareil de distillation,
JP2019187380A (ja) 食用油の脱水方法
JP2022146345A (ja) 原料液濃縮システム及び原料液濃縮方法
JPS6154206A (ja) サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置
JPS6157205A (ja) サ−モパ−ベ−パレ−シヨン法による水溶液の処理方法
JP2019071816A (ja) 液状乳製品の濃縮方法
JPS60206408A (ja) 汁液の濃縮方法
JPS60206407A (ja) ステイツクウオ−タの濃縮方法
JPS60203173A (ja) 果汁の濃縮方法
JPS60206409A (ja) 液体の分離方法
CN118105838A (zh) 一种液体膜蒸馏分离方法、装置及系统
WO2020165956A1 (fr) Membrane de séparation pour distillation sur membrane, et module de distillation sur membrane
Kaleekkal et al. Grand Challenges in Membrane Distillation for Desalination and Water Recovery

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse