RU2612701C1 - Membrane distillation module and method of mineralized water desalination - Google Patents
Membrane distillation module and method of mineralized water desalination Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612701C1 RU2612701C1 RU2015147211A RU2015147211A RU2612701C1 RU 2612701 C1 RU2612701 C1 RU 2612701C1 RU 2015147211 A RU2015147211 A RU 2015147211A RU 2015147211 A RU2015147211 A RU 2015147211A RU 2612701 C1 RU2612701 C1 RU 2612701C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous
- membrane
- cooled
- module
- partition
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/364—Membrane distillation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/366—Apparatus therefor
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разделения или концентрирования водных растворов различных веществ, в частности получения пресной воды из солоноватых или морских вод методом мембранной дистилляции, и может быть использовано для создания малогабаритных и малоэнергоемких опреснителей коллективного пользования, например, для маломерных морских судов.The invention relates to the field of separation or concentration of aqueous solutions of various substances, in particular the production of fresh water from brackish or seawater by the method of membrane distillation, and can be used to create small-sized and low-energy desalination machines for collective use, for example, for small sea vessels.
К настоящему времени мембранная дистилляция является хорошо изученным процессом разделения водных растворов.To date, membrane distillation is a well-studied process for the separation of aqueous solutions.
Согласно общепринятой классификации все известные конфигурации дистилляционных модулей разделяют на четыре типа: мембранный дистиллятор прямого контакта, мембранный дистиллятор со сдувкой конденсата потоком газа, вакуумный мембранный дистиллятор и мембранный дистиллятор с воздушным зазором. В последней конфигурации единичного дистилляционного модуля в подмембранном пространстве между обратной поверхностью мембраны и дополнительно устанавливаемой перегородкой образуется непродуваемый воздушный зазор. В этот зазор попадают прошедшие через мембрану пары, которые конденсируются при контакте с охлаждаемой поверхностью этой перегородки, являющейся конструктивным элементом модуля.According to the generally accepted classification, all known configurations of distillation modules are divided into four types: a direct contact membrane distiller, a condensate blow-off membrane distiller, a vacuum distillation membrane and an air gap membrane distiller. In the last configuration of a single distillation module in the submembrane space between the reverse surface of the membrane and an additionally installed partition, an air-blown air gap is formed. Vapors passing through the membrane fall into this gap, which condense upon contact with the cooled surface of this partition, which is the structural element of the module.
Каждая из конфигураций дистилляционных модулей имеет свои достоинства и недостатки, но главным является общее требование к основному рабочему органу таких аппаратов - применяемые мембраны должны быть гидрофобными и обладать высокой пористостью.Each of the configurations of distillation modules has its advantages and disadvantages, but the main requirement is the general requirement for the main working body of such devices - the membranes used must be hydrophobic and have high porosity.
Мембранные дистилляционные аппараты производительностью 5-20 кг/ч пресной воды могут быть использованы для оснащения маломерных судов или групп потребителей на изолированных островах морской акватории. Такие аппараты могут быть компактными, малоэнергоемкими, с применением в качестве источников энергии, в том числе солнечной, или рекуперированных тепловых потоков от энергетических установок, обеспечивающих движение судов. Для этих целей дистилляционные аппараты должны сохранять устойчивую работоспособность в условиях эксплуатации (например, при сильном волнении морской поверхности в штормовую погоду). Наибольший интерес для этих целей представляют дистилляционные модули с воздушным зазором (камерой), где прошедшие через мембрану пары конденсируются на специально установленной в модуле на некотором расстоянии от мембраны охлаждаемой перегородке. Подобное устройство мембранного дистилляционного модуля обеспечивает существенное снижение теплопотерь. Аппараты с воздушным зазором позволяют оптимально комбинировать направление всех потоков для оптимизации расхода тепла. Например, трубопровод с исходным холодным потоком проходит через воздушный зазор, где предварительно подогревается конденсируемым паром (скрытая теплота испарения), а это, в свою очередь, позволяет охладить продукт - пресную воду. Но у всех этих конструкций есть общий недостаток - сток и сбор конденсата, образующегося в воздушном зазоре, осуществляются за счет силы земного тяготения. Это определяет необходимость вертикального расположения мембран, охлаждающих перегородок и т.д., что приводит к увеличению габаритов модулей, поскольку охлаждаемая пластина должна отстоять от поверхности мембраны на расстояние более 1 мм, чтобы исключить образование сплошного слоя конденсата, который препятствует переносу паров и тем самым снижает производительность аппарата. Например, в Евразийском патенте № ЕА 016271 В1 (2012) описан многосекционный аппарат, оснащенный пористой гидрофобной мембраной толщиной преимущественно 200-400 мкм, которая образует воздушный зазор с охлаждаемой монолитной металлической перегородкой, на которой происходит конденсация паров, проходящих через мембрану. Устройство предусматривает максимальную рекуперацию тепла за счет использования скрытой теплоты испарения путем организации противотоков исходного потока и продукта. Достигаемые значения производительности составляют при 55°С 6-8 кг/м2⋅ч пресной воды.Membrane distillation apparatus with a capacity of 5-20 kg / h of fresh water can be used to equip small vessels or consumer groups on isolated islands of the sea. Such devices can be compact, low-energy, with the use of energy sources, including solar, or recovered heat fluxes from power plants that support the movement of ships. For these purposes, distillation apparatuses must maintain stable performance under operating conditions (for example, during severe rough sea surface in stormy weather). The most interesting for these purposes are the distillation modules with an air gap (chamber), where the vapor passing through the membrane condenses on a cooled partition, specially installed in the module at a certain distance from the membrane. Such a device of the membrane distillation module provides a significant reduction in heat loss. Air gap units optimally combine the direction of all flows to optimize heat consumption. For example, a pipeline with an initial cold flow passes through an air gap, where it is preheated with condensed steam (latent heat of evaporation), and this, in turn, allows you to cool the product - fresh water. But all of these structures have a common drawback - the drain and collection of condensate formed in the air gap are carried out due to the force of gravity. This determines the need for vertical arrangement of membranes, cooling partitions, etc., which leads to an increase in the dimensions of the modules, since the cooled plate must be spaced from the membrane surface by a distance of more than 1 mm in order to exclude the formation of a continuous layer of condensate, which prevents the transfer of vapor and thereby reduces the performance of the device. For example, Eurasian patent No. EA 016271 B1 (2012) describes a multi-sectional apparatus equipped with a porous hydrophobic membrane with a thickness of mainly 200-400 μm, which forms an air gap with a cooled monolithic metal partition, on which condensation of vapor passing through the membrane occurs. The device provides for maximum heat recovery through the use of latent heat of evaporation by organizing countercurrents of the original stream and product. The achieved performance values are at 55 ° C 6-8 kg / m 2 ⋅h of fresh water.
В патенте США №4545862 А (1985) описан дистилляционный аппарат для опреснения морской воды, где мембрана выполнена из политетрафторэтилена и имеет следующие характеристики: общая пористость 80-90%, средний размер пор 0,45 мкм, толщина 25-125 мкм. Охлаждающая перегородка - монолитная металлическая или полиэтиленовая пластина, при этом полиэтиленовая пластина должна быть достаточно тонкой и одновременно жесткой, чтобы обеспечить достаточный коэффициент теплопередачи, поэтому как один из вариантов рассматривается полиэтиленовая пленка, ламинированная алюминием для придания ей необходимой теплопроводности и прочности. Таким образом, воздушный зазор в описанной конструкции образуют две плоскости: пористая мембрана (со стороны выхода паров) и сплошная охлаждающая пластина, на которой происходит конденсация паров. Недостатки этой конструкции аналогичны.In US patent No. 4545862 A (1985) describes a distillation apparatus for desalination of sea water, where the membrane is made of polytetrafluoroethylene and has the following characteristics: total porosity of 80-90%, average pore size of 0.45 microns, thickness 25-125 microns. The cooling partition is a monolithic metal or polyethylene plate, while the polyethylene plate must be thin enough and at the same time rigid to provide a sufficient heat transfer coefficient, therefore, one of the options is a plastic film laminated with aluminum to give it the necessary thermal conductivity and strength. Thus, the air gap in the described construction is formed by two planes: a porous membrane (from the outlet side of the vapor) and a continuous cooling plate on which vapor condensation occurs. The disadvantages of this design are similar.
Наиболее близкой к предлагаемой является типичная конфигурация дистилляционного модуля и способ опреснения минерализованных вод с его помощью, предложенные в заявке США 2013/0277199 А1. Модуль состоит из камеры подачи исходного соленого раствора (морская вода, концентрация солей 35 г/л), образуемой напорной поверхностью мембраны и корпусом аппарата, и полости воздушного зазора, образуемой стороной мембраны, через которую выходит водяной пар, и поверхностью охлаждаемой стенки, выполненной из монолитного (сплошного) теплопроводного материала. Подогрев опресняемой воды осуществляется за счет солнечной радиации прямым нагревом. Конденсация паров происходит в газовом зазоре шириной ≥1 мм, чтобы избежать образования жидкого слоя и снижения производительности аппарата. В качестве гидрофобной мембраны применяют пористую мембрану из политетрафторэтилена (ПТФЭ). Производительность мембран в дистилляционных модулях такой конфигурации составляет 6-7 л/м2⋅ч при 55°С.Closest to the proposed is a typical configuration of the distillation module and the method of desalination of saline water using it, proposed in the application US 2013/0277199 A1. The module consists of the feed chamber of the initial saline solution (sea water, salt concentration of 35 g / l), formed by the pressure surface of the membrane and the casing of the apparatus, and an air gap cavity formed by the side of the membrane through which water vapor escapes, and the surface of the cooled wall made of monolithic (continuous) heat-conducting material. Desalinated water is heated by solar radiation by direct heating. Vapor condensation occurs in a gas gap of width ≥1 mm to avoid the formation of a liquid layer and reduce the productivity of the apparatus. As a hydrophobic membrane, a porous polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane is used. The performance of the membranes in the distillation modules of this configuration is 6-7 l / m 2 ⋅ h at 55 ° C.
Конструкция всех описанных выше модулей предусматривает только вертикальное расположение элементов, образующих воздушный зазор - мембран и охлаждаемых перегородок. Кроме того, наличие монолитной перегородки усложняет конструкцию модуля, что приводит к увеличению его размеров, в том числе из-за увеличения расстояния между поверхностями мембраны и охлаждаемой перегородки воздушного зазора, чтобы исключить образования конденсата непосредственно на поверхности мембраны. Это препятствует возможности использовать аппарат, например, на маломерных морских судах.The design of all the modules described above provides only a vertical arrangement of the elements forming the air gap - membranes and cooled partitions. In addition, the presence of a monolithic baffle complicates the design of the module, which leads to an increase in its size, including due to an increase in the distance between the surfaces of the membrane and the cooled baffle of the air gap in order to prevent the formation of condensate directly on the surface of the membrane. This prevents the ability to use the apparatus, for example, on small sea vessels.
Изобретение решает задачу снижения сопротивления тепломассопереносу в воздушном зазоре, повышения устойчивости работы модуля и обеспечения эффективной работы дистилляционного аппарата при любом варианте его пространственной ориентации.The invention solves the problem of reducing resistance to heat and mass transfer in the air gap, increasing the stability of the module and ensuring the effective operation of the distillation apparatus for any variant of its spatial orientation.
Для решения поставленной задачи в мембранном дистилляционном модуле с воздушным зазором для опреснения минерализованной воды с общим содержанием минеральных солей от 5 до 60 г/л для оснащения аппаратов мембранной дистилляции, включающем расположенные в корпусе модуля разделительную мембрану, охлаждаемую перегородку для конденсации прошедших через разделительную мембрану паров, напорную камеру для подачи исходного опресняемого потока, образуемую напорной стороной разделительной мембраны и стенкой корпуса, воздушный зазор, образуемый обратной стороной разделительной мембраны и поверхностью охлаждаемой перегородки, и камеру, образованную охлаждаемой перегородкой и стенкой корпуса, патрубок вывода пресной воды и циркуляционный контур, охлаждаемая перегородка является пористой, камера, образованная охлаждаемой перегородкой и стенкой корпуса, является камерой конденсации прошедших через разделительную мембрану и пористую охлаждаемую перегородку паров, патрубок вывода пресной воды встроен в трубопровод циркуляционного контура перед камерой конденсации, а модуль выполнен с возможностью вертикальной или горизонтальной ориентации.To solve the problem in a membrane distillation module with an air gap for desalination of saline water with a total mineral salt content of 5 to 60 g / l for equipping membrane distillation apparatuses, including a separation membrane located in the module case, a cooled partition for condensation of vapor passed through the separation membrane , a pressure chamber for supplying the initial desalinated flow formed by the pressure side of the separation membrane and the housing wall, an air gap, are formed the reverse side of the separation membrane and the surface of the cooled partition, and the chamber formed by the cooled partition and the wall of the casing, the fresh water outlet pipe and the circulation circuit, the cooled partition is porous, the chamber formed by the cooled partition and the wall of the casing is a condensation chamber passing through the separation membrane and porous a cooled vapor barrier, a fresh water outlet pipe is integrated in the piping of the circulation circuit in front of the condensation chamber, and the module Execute, with vertical or horizontal orientation.
Предпочтительно охлаждаемая пористая перегородка выполнена из пористой нержавеющей стали, или пористого титана, или пористых пластин полимерных материалов, или пористых керамических пластин.Preferably, the cooled porous septum is made of porous stainless steel, or porous titanium, or porous plates of polymeric materials, or porous ceramic plates.
Предпочтительно расстояние между обратной стороной разделительной мембраны и охлаждаемой пористой перегородкой составляет менее 1,0 мм.Preferably, the distance between the back of the separation membrane and the cooled porous septum is less than 1.0 mm.
Для решения поставленной задачи также предложен способ опреснения минерализованной воды, включающий подачу минерализованной воды в мембранный дистилляционный модуль, осуществление мембранной дистилляции, вывод части потока охлажденного конденсата как пресной воды и циркуляцию другой части указанного потока, в котором используют указанный модуль и циркуляцию потока охлажденного конденсата осуществляют через камеру конденсации.To solve this problem, a method for desalination of mineralized water is also proposed, including supplying mineralized water to a membrane distillation module, performing membrane distillation, withdrawing a portion of the cooled condensate stream as fresh water and circulating another part of the specified stream in which the specified module is used and the cooling condensate stream is circulated through the condensation chamber.
Предлагаемая конфигурация мембранного дистиллятора обеспечивает снижение сопротивления потоку паров и их эффективный вывод из аппарата, а также возможность любой ориентации дистилляционного аппарата в пространстве как вертикальной, так и горизонтальной. Эти преимущества открывают возможность создания малогабаритных и малоэнергоемких опреснителей коллективного пользования, например, для маломерных морских судов.The proposed configuration of the membrane distiller provides a reduction in resistance to vapor flow and their effective removal from the apparatus, as well as the possibility of any orientation of the distillation apparatus in space, both vertical and horizontal. These advantages open up the possibility of creating small-sized and low-energy desalination machines for collective use, for example, for small sea-going vessels.
На Фиг. 1 представлена принципиальная схема дистилляционного модуля по прототипу (модуля по заявке US № 2013/0277199).In FIG. 1 presents a schematic diagram of a distillation module according to the prototype (module according to the application US No. 2013/0277199).
На Фиг. 2 представлена принципиальная схема дистилляционного модуля по изобретению.In FIG. 2 is a schematic diagram of a distillation module of the invention.
На Фиг. 3 представлена вертикальная ориентация дистилляционного модуля.In FIG. 3 shows the vertical orientation of the distillation module.
На Фиг. 4 и 5 представлены варианты горизонтальной ориентации дистилляционного модуля с мембраной над камерой конденсации и под камерой конденсации соответственно.In FIG. Figures 4 and 5 show the horizontal orientation of the distillation module with the membrane above the condensation chamber and under the condensation chamber, respectively.
На представленных чертежах:In the drawings:
1 - корпус модуля, 2 - мембрана, 3 - воздушный зазор, 4 - сплошная перегородка, 5 - пористая перегородка, 6 - камера охлаждения, 7 - камера конденсации, 8 - насос, 9 - холодильник, 10 - исходный поток, 11 - напорная камера, 12 - поток, не прошедший через мембрану, 13 - пары, прошедшие через мембрану, 14 - продукт (питьевая вода), 15 - циркуляционный контур, 16 - конденсат для прокачки.1 - module case, 2 - membrane, 3 - air gap, 4 - solid partition, 5 - porous partition, 6 - cooling chamber, 7 - condensation chamber, 8 - pump, 9 - refrigerator, 10 - initial flow, 11 - pressure head chamber, 12 — flow not passing through the membrane, 13 — vapors passing through the membrane, 14 — product (drinking water), 15 — circulation loop, 16 — condensate for pumping.
На Фиг. 2-5 не указана организация подаваемых и отводимых потоков, предусматривающая рекуперацию тепла в системе, поскольку это является общепринятым способом минимизации теплозатрат.In FIG. 2-5, the organization of the supplied and removed flows, providing for the recovery of heat in the system, is not indicated, since this is a generally accepted way to minimize heat consumption.
В предлагаемой конфигурации дистилляционного модуля предусмотрена камера конденсации, отделенная от воздушного зазора пористой охлаждаемой перегородкой. Воздушный зазор образован поверхностью пористой гидрофобной мембраны со стороны выходящих из нее паров и поверхностью охлаждаемой перегородки, на которой происходит конденсация прошедших через мембрану паров, при этом охлаждаемая перегородка выполнена из пористого материала (сталь, полимерные пластины, включая ламинированные различными видами фольги). Замена сплошной охлаждающей перегородки на пористую принципиально меняет технологию опреснения. Согласно этой конфигурации дистилляционного модуля выходящие из мембраны пары конденсируются не в воздушном зазоре, а в дополнительно созданной камере конденсации, образованной наружной (по отношению к воздушному зазору) поверхностью пористой охлаждаемой перегородки и стенкой корпуса модуля. Таким образом, образующийся конденсат не контактирует с обратной поверхностью мембраны, что исключает возможность блокирования ее поверхности жидкостью (конденсатом) и гарантирует устойчивость работы модуля. Конденсация паров в этой камере обеспечивается постоянной циркуляцией через нее охлажденного конденсата. Данная конфигурация дистилляционного модуля предусматривает принудительный вывод конденсата из камеры конденсации циркулирующим потоком с последующим отбором из циркуляционного контура продукта (при запуске аппарата циркуляционный контур может быть заполнен обычной пресной водой) перед входом в насос циркуляции.In the proposed configuration of the distillation module, a condensation chamber is provided, separated from the air gap by a porous cooled partition. The air gap is formed by the surface of the porous hydrophobic membrane from the side of the vapors leaving it and the surface of the cooled partition, on which the vapor passing through the membrane is condensed, while the cooled partition is made of porous material (steel, polymer plates, including laminated with various types of foil). Replacing a solid cooling baffle with a porous one fundamentally changes desalination technology. According to this configuration of the distillation module, the vapors leaving the membrane do not condense in the air gap, but in the additionally created condensation chamber formed by the outer (relative to the air gap) surface of the porous cooled partition and the module case wall. Thus, the condensate formed does not contact the reverse surface of the membrane, which eliminates the possibility of blocking its surface with liquid (condensate) and guarantees the stability of the module. The condensation of vapors in this chamber is ensured by the constant circulation of cooled condensate through it. This configuration of the distillation module provides for the forced removal of condensate from the condensation chamber by a circulating stream, followed by withdrawal of the product from the circulation circuit (when the apparatus is started, the circulation circuit can be filled with ordinary fresh water) before entering the circulation pump.
Принудительный вывод конденсата из камеры конденсации исключает необходимость вертикальной ориентации дистилляционного модуля в пространстве, что также является преимуществом предлагаемой конфигурации дистилляционного модуля.The forced withdrawal of condensate from the condensation chamber eliminates the need for vertical orientation of the distillation module in space, which is also an advantage of the proposed configuration of the distillation module.
Дистилляционный модуль по изобретению состоит из корпуса модуля 1, мембраны 2, воздушного зазора 3, пористой перегородки 5, камеры конденсации 7, насоса 8, холодильника 9, напорной камеры 11. Циркуляционный контур модуля 15 включает исходный поток 10, поток, не прошедший через мембрану 12, пары, прошедшие через мембрану 13, продукт (питьевая вода) 14, конденсат для прокачки камеры конденсации 16.The distillation module according to the invention consists of a
Согласно предлагаемой конфигурации дистилляционный модуль работает следующим образом. После подготовки системы к работе в циркуляционный контур (15) насосом подачи исходной воды (на схеме не указан) закачивают расчетное количество пресной воды (при ее отсутствии допускается заполнение минерализованной водой, которая на начальном этапе процесса постепенно заменяется на получаемую пресную воду). Затем включаются насос подачи исходной минерализованной воды и циркуляционный насос (8), а также система подогрева опресняемой воды (на схеме не указана) и холодильник (9) циркуляционного контура (15). Опресняемый поток поступает в напорную камеру (11), образующиеся пары воды проходят через мембрану (2) (микрофильтрационная мембрана из политетрафторэтилена ПЭТФ. Общая пористость 80%, размеры пор 0,1-0,3 мкм, толщина 100-200 мкм) и поступают в воздушный зазор (3). Поскольку в камере конденсации циркулирует поток воды, в воздушном зазоре (его ширина ≤1 мм), контактирующем согласно предлагаемому изобретению с пористой охлаждаемой перегородкой (5), создается небольшое разряжение. Поэтому пары, не конденсируясь в воздушном зазоре, проходят в камеру конденсации (7), где смешиваются с циркулирующим потоком и выводятся в виде конденсата (16). Пресная вода (14) постоянно отбирается из циркуляционного контура через вентиль (на схеме не указан), остающийся поток циркуляции вновь поступает в камеру конденсации (7). При этом поток, не прошедший через мембрану, является отходом и может быть сброшен в акваторию.According to the proposed configuration, the distillation module operates as follows. After preparing the system for operation, the calculated amount of fresh water is pumped into the circulation circuit (15) by the source water supply pump (not shown in the diagram) (if it is absent, it is allowed to fill with mineralized water, which is gradually replaced at the initial stage of the process with the fresh water obtained). Then, the starting mineralized water supply pump and the circulation pump (8) are turned on, as well as the desalinated water heating system (not shown in the diagram) and the refrigerator (9) of the circulation circuit (15). The desalinated stream enters the pressure chamber (11), the water vapor formed passes through the membrane (2) (microfiltration membrane made of polytetrafluoroethylene PETF. The total porosity is 80%, pore sizes 0.1-0.3 μm, thickness 100-200 μm) and enter into the air gap (3). Since a water stream circulates in the condensation chamber, a small vacuum is created in the air gap (its width ≤1 mm) in contact with the porous cooled partition (5) according to the invention. Therefore, the vapor, not condensing in the air gap, passes into the condensation chamber (7), where it is mixed with the circulating stream and discharged in the form of condensate (16). Fresh water (14) is constantly withdrawn from the circulation circuit through a valve (not shown in the diagram), the remaining circulation stream again enters the condensation chamber (7). In this case, the flow that has not passed through the membrane is a waste and can be discharged into the water area.
Предложенная конфигурация дистилляционного модуля обеспечивает его надежную эксплуатацию при любом пространственном расположении. Приведенные ниже примеры иллюстрируют различные варианты опреснения вод с различным содержанием хлористого натрия NaCl, поскольку эта соль является основным компонентом морской воды.The proposed configuration of the distillation module ensures its reliable operation in any spatial arrangement. The following examples illustrate different desalination options for water with different sodium chloride NaCl, as this salt is the main component of seawater.
Приведенные в примерах результаты получены с применением конфигурации мембранного дистилляционного модуля, отвечающей схеме Фиг. 2.The results given in the examples were obtained using a membrane distillation module configuration corresponding to the scheme of FIG. 2.
ПримерыExamples
Мембрана - политетрафторэтилен, толщина 57 мкм, пористость 80%, площадь мембраны 96 см2; ширина воздушного зазора 0,8 мм. Membrane - polytetrafluoroethylene, thickness 57 μm, porosity 80%, membrane area 96 cm 2 ; air gap width 0.8 mm.
Во всех примерах растворы готовят весовым методом, концентрацию солей определяют по электропроводности.In all examples, solutions are prepared by the gravimetric method, the concentration of salts is determined by electrical conductivity.
В мембранный дистилляционный модуль подают минерализованную воду (раствор хлористого натрия). Осуществляют мембранную дистилляцию, как описано выше, выводя часть потока охлажденного конденсата как пресную воду и направляя другую часть потока охлажденного конденсата на циркуляцию через камеру конденсации.Mineralized water (sodium chloride solution) is supplied to the membrane distillation module. Membrane distillation is carried out as described above, removing part of the chilled condensate stream as fresh water and directing another part of the chilled condensate stream to the circulation through the condensation chamber.
Во всех примерах температура Т в холодном контуре колеблется в пределах 23-25°С, в горячем контуре составляет 50 или 80°С.In all examples, the temperature T in the cold circuit ranges from 23-25 ° C, in the hot circuit is 50 or 80 ° C.
а) Вертикальная ориентация модуля.a) The vertical orientation of the module.
Пример 1. Исходный раствор - 5 г/л NaCl.Example 1. The initial solution is 5 g / l NaCl.
Пример 2. Исходный раствор - 10 г/л NaClExample 2. The initial solution is 10 g / l NaCl
Пример 3. Исходный раствор - 42 г/л NaClExample 3. The initial solution is 42 g / l NaCl
Горизонтальная ориентация модуляHorizontal orientation of the module
а) мембрана над пористой перегородкой.a) a membrane over a porous septum.
Пример 4.Example 4
Исходный раствор - 5 г/л NaCl.The initial solution is 5 g / l NaCl.
Пример 5.Example 5
Исходный раствор - 10 г/л NaCl.The initial solution is 10 g / l NaCl.
Пример 6.Example 6
Исходный раствор - 20 г/л NaCl.The initial solution is 20 g / l NaCl.
Пример 7.Example 7
Исходный раствор - 42 г/л NaCl.The initial solution is 42 g / l NaCl.
Пример 8. Исходный раствор - 60 г/л NaClExample 8. The initial solution is 60 g / l NaCl
б) мембрана под пористой перегородкой.b) a membrane under a porous septum.
Пример 9.Example 9
Исходный раствор - 5 г/л NaCl.The initial solution is 5 g / l NaCl.
Пример 10.Example 10
Исходный раствор - 10 г/л NaCl.The initial solution is 10 g / l NaCl.
Пример 11. Исходный раствор - 42 г/л NaClExample 11. The initial solution is 42 g / l NaCl
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147211A RU2612701C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Membrane distillation module and method of mineralized water desalination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147211A RU2612701C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Membrane distillation module and method of mineralized water desalination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2612701C1 true RU2612701C1 (en) | 2017-03-13 |
Family
ID=58458015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147211A RU2612701C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Membrane distillation module and method of mineralized water desalination |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2612701C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2737524C1 (en) * | 2020-02-07 | 2020-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Инсти тут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Distillation module for concentration and desalination of aqueous solution and method of concentrating and desalting aqueous solution using thereof |
| RU2820646C1 (en) * | 2019-12-10 | 2024-06-07 | Наносайзд Свиден Аб | Membrane distiller and method of operation thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040314C1 (en) * | 1993-04-27 | 1995-07-25 | Смешанное товарищество с ограниченной ответственностью "Интест" | Aggregate for membrane distillation |
| EA016271B1 (en) * | 2006-10-31 | 2012-03-30 | Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Membrane distillation method for the purification of a liquid |
| US20130277199A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Solar-Driven Air Gap Membrane Distillation System |
| RU2520476C2 (en) * | 2009-05-06 | 2014-06-27 | Вольфганг ХАЙНЦЛЬ | Modular continuous flow system |
| RU2562649C2 (en) * | 2010-10-11 | 2015-09-10 | Ааа Уотер Текнолоджиз Аг | Device for stepwise membrane distillation |
-
2015
- 2015-11-03 RU RU2015147211A patent/RU2612701C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040314C1 (en) * | 1993-04-27 | 1995-07-25 | Смешанное товарищество с ограниченной ответственностью "Интест" | Aggregate for membrane distillation |
| EA016271B1 (en) * | 2006-10-31 | 2012-03-30 | Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно | Membrane distillation method for the purification of a liquid |
| RU2520476C2 (en) * | 2009-05-06 | 2014-06-27 | Вольфганг ХАЙНЦЛЬ | Modular continuous flow system |
| RU2562649C2 (en) * | 2010-10-11 | 2015-09-10 | Ааа Уотер Текнолоджиз Аг | Device for stepwise membrane distillation |
| US20130277199A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Solar-Driven Air Gap Membrane Distillation System |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2820646C1 (en) * | 2019-12-10 | 2024-06-07 | Наносайзд Свиден Аб | Membrane distiller and method of operation thereof |
| RU2820646C9 (en) * | 2019-12-10 | 2024-07-22 | Наносайзд Свиден Аб | Membrane distiller and method of operation thereof |
| RU2737524C1 (en) * | 2020-02-07 | 2020-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Инсти тут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Distillation module for concentration and desalination of aqueous solution and method of concentrating and desalting aqueous solution using thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8512567B2 (en) | Vapor compression membrane distillation system and method | |
| Xu et al. | Pilot test of vacuum membrane distillation for seawater desalination on a ship | |
| KR101852709B1 (en) | Vacuum membrane distillation desalination device for ship | |
| CN103387308B (en) | Multi-effect membrane distillation-multistage flash evaporation seawater desalination system | |
| AU2009217223B2 (en) | Method for desalinating water | |
| KR101459702B1 (en) | Membrane distillation apparatus by Using waste heat recovery | |
| JP2009539584A6 (en) | Multistage column distillation (MSCD) method for recovering osmotic solutes | |
| JP2009539584A (en) | Multistage column distillation (MSCD) method for recovering osmotic solutes | |
| JP2011167628A (en) | Hollow fiber membrane module, membrane distillation type fresh water generator, and membrane distillation type desalination apparatus | |
| AU2016260525B2 (en) | Liquid purification with film heating | |
| CN106946318A (en) | The low energy consumption concentrating and separating method and its recovery of latent heat vacuum membrane distillation component of a kind of aqueous solution containing Nonvolatile solute | |
| CN102872721B (en) | Marine sea water desalinization device and desalinization method | |
| RU2612701C1 (en) | Membrane distillation module and method of mineralized water desalination | |
| CN207537175U (en) | A kind of salting liquid desalter | |
| US20210230023A1 (en) | Submerged tubular membrane distillation (stmd) method and apparatus for desalination | |
| CA2604132A1 (en) | Solar powered automatic desalination system | |
| Pangarkar et al. | Energy efficiency analysis of multi-effect membrane distillation (MEMD) water treatment | |
| Xie et al. | Preliminary evaluation for vacuum membrane distillation (VMD) energy requirement | |
| CN105753081A (en) | Split plate-type sea water desalination system and method | |
| US20240058759A1 (en) | Multi-stage air gap membrane distillation system and process | |
| RU135533U1 (en) | THERMOPERVAPORATION MODULE | |
| RU2737524C1 (en) | Distillation module for concentration and desalination of aqueous solution and method of concentrating and desalting aqueous solution using thereof | |
| US20240058761A1 (en) | Multi-stage permeate gap membrane distillation system and process | |
| US20240058758A1 (en) | Multi-stage direct contact membrane distillation system and process | |
| CN118105838A (en) | Liquid membrane distillation separation method, device and system |