一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，冷液倉包括通過冷凝管連通的冷液倉a和冷液倉b，凈水倉在熱液倉的正下方，冷液倉a在熱液倉正上方，冷液倉b在凈水倉正下方，且冷凝管從熱液倉和凈水倉中穿過；熱液倉內在冷凝管外圍安裝有PTFE微孔管膜，且PTFE微孔管膜與冷凝管之間形成了圓環形通道；凈水倉與圓環形通道相連通；熱液倉內進入加熱的被處理的汽水混合液；冷液倉a內送入常溫冷卻液，其通過冷凝管后進入冷液倉b中并流出，熱液倉內的水蒸氣在溫差形成的傳質驅動力下透過PTFE微孔管膜與冷凝管接觸被冷凝成液態形成凈水，凈水從圓環形通道中流入凈水倉。本發明熱回收率高，脫鹽率高，應用范圍廣。
【專利說明】一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器
【技術領域】
:
[0001]本發明涉及水處理設備領域，更具體的說是涉及一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器。
【背景技術】
:
[0002]膜蒸餾是低溫蒸餾技術的一種，是基于傳統膜分離技術的革新。目前反滲透膜技術已逐漸取代傳統的離子交換、電滲析除鹽技術，成為純水制造、城市、工業污廢水深度回用處理的首選技術，但反滲透膜技術理論產水率只有75%，實際僅60%左右，脫鹽只限于8%以下，并且能耗較高。反滲透排放濃水處理主要有以下三種方案:(I)濃水經沖洗多介質過濾器后排放；(2)對排放水集中回收處理，利用石灰軟化法等去除鈣鎂硬度，處理后再利用或達標排放；(3)直接結合生產工藝狀況綜合利用。但是這些方法都沒有徹底解決問題，對濃水的利用率很低，甚至造成對環境的二次污染。由于低溫膜蒸餾技術是分離過程中，僅有水蒸氣能透過疏水膜孔，因此所產生的水質十分純凈，高于反滲透出水水質，鹽濃度以及濃差極化對膜蒸餾影響與反滲透相比微不足道，可以處理極高濃度無機鹽的水溶液，甚至可以將溶液濃縮到過飽和狀態。理論上膜蒸餾除鹽產水率可達到100%，遠高于反滲透的75%，這是現有所有除鹽處理技術所不能達到的。
[0003]多年來在大量膜蒸餾研究和實驗基礎上，目前已經發展出四種不同的膜蒸餾操作方式，包括直接接觸式膜蒸餾，氣隙式膜蒸餾，氣流吹掃式膜蒸餾和真空式膜蒸餾。其中直接接觸法是將透過多孔膜的水蒸氣在冷側直接進入純水進行冷凝，因此冷凝過程集成于膜組件以內，操作相對簡單，因此是被研究最多的一種膜蒸餾方式。然而與其它操作方式相t匕，直接接觸膜蒸餾會導致更多的熱量損失和較為嚴重的溫差極化；真空式膜蒸餾法則是在透過側施加一個負壓，將透過多孔膜的水蒸汽抽出到膜組件以外的冷凝器內進行冷凝液化。此過程的優點是熱量損失比其它三種膜蒸餾操作方法都小，蒸餾通量較高，但施加的負壓低于液體進入膜孔的壓力會引起膜孔濕化、膜材料長期在負壓的環境壽命受到極大的影響。目前現有的以上四種膜蒸餾方式都存在水膜親水化滲漏問題，溶質物質結垢堵塞微孔膜，同時能耗高、效率低、可靠性低等一些問題。因此研究新的能抗污堵、低能耗、壽命長的膜蒸餾技術由為重要，是降低投資和運行費用，減少濃水排放走向工業化運用的必然選擇。
【發明內容】
:
[0004]本發明的目的是針對現有技術的不足之處，提供一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，抗污堵，能夠有效進行熱量回收，PTFE微孔管膜使用壽命長。
[0005]本發明的技術解決措施如下:
[0006]一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，包括冷液倉、熱液倉和凈水倉，所述冷液倉、熱液倉和凈水倉分別為圓柱形殼體結構，所述凈水倉位于熱液倉的正下方，所述冷液倉有兩個，為冷液倉a和冷液倉b,冷液倉a位于熱液倉正上方,冷液倉b位于凈水倉正下方,冷液倉a和冷液倉b之間通過十五組以上的冷凝管連通在一起，且冷凝管從熱液倉和凈水倉中穿過；所述熱液倉內在每一組冷凝管外圍安裝有一組PTFE微孔管膜，且PTFE微孔管膜與冷凝管之間形成了圓環形通道；所述凈水倉與圓環形通道相連通。
[0007]所述冷液倉a的側壁上連通有一冷液進口管，冷液倉b的側壁上連通有一冷液出口管；所述熱液倉的下部側壁上連通有一熱液進口管，熱液倉的上部側壁上連通有一熱液出口管；所述凈水倉的側壁上連通有一凈水出口管。
[0008]所述熱液倉內是通過泵送方式進入加熱的被處理的汽水混合液，且熱的汽水混合液從熱液進口管進入，從熱液出口管流出形成閉路循環加熱系統，且熱液倉內的熱液溫度不低于70°C，冷凝管內外的溫差為25°C?35°C ;冷液倉a內通過冷液進口管進入常溫冷卻液，冷卻液通過冷凝管后進入冷液倉b中，并從冷液出口管流出，熱液倉內的水蒸氣在溫差形成的傳質驅動力下透過PTFE微孔管膜與冷凝管接觸被冷凝成液態形成凈水，然后凈水從圓環形通道中自由流入凈水倉，最后從凈水出口管流出被收集。
[0009]作為優選，所述冷凝管為厚度為3?5mm的中空耐腐蝕合金鍍膜冷凝管。
[0010]作為優選，所述凈水出口管的直徑為3?5mm。
[0011]作為優選，所述熱液進口管與熱液出口管相對平行布置在熱液倉的下側壁和熱液倉的上側壁上。
[0012]作為優選，所述冷凝管上端螺接或焊接固定在冷液倉a上，冷凝管下端螺接或焊接固定在冷液倉b上。
[0013]本發明的有益效果在于:
[0014]本發明將加熱后的被處理汽水混合液通過泵送至熱液倉內，PTFE微孔管膜浸沒在熱液倉中，冷凝管被套在PTFE微孔管膜內，而常溫冷液從冷液進口管進入通過冷凝管后從冷液出口管流出形成閉路循環，加熱后的被處理汽水混合液在溫差形成的傳質驅動力下透過疏水的PTFE微孔管膜與冷凝管接觸被冷凝成液態形成凈水，冷凝釋放熱被冷液吸收而升溫形成熱回收，可以用于脫除水溶液中的揮發性溶質，本發明作為一種新型的膜分離技術非常適合于水溶液中揮發性有機化合物的分離濃縮，是一種常壓低溫的溫差驅動分離過程，無需像壓力驅動膜分離技術那樣在高壓下進行，因此節省能源，且常溫冷液在冷凝管內通過循環熱交換吸熱被逐步升溫形成熱回收可再利用，其熱回收率高。
[0015]本發明的PTFE微孔管膜具有很強的化學穩定性，重量輕，耐腐蝕強，耐環境變化好，適用于污水凈化，其過濾精度高。熱液為汽氣水混合液在熱液倉內形成蠕動，PTFE微孔管膜是浸沒在蠕動的熱液中，這樣熱液中的污垢不易附著在PTFE微孔管膜面上，不會產生疏水膜親水化滲漏、溶質物質結垢堵塞問題，又因傳質機理是利用溫差形成的傳質驅動力，無需高壓驅動因此傳質效率高，同時能耗低、效率高、穩定可靠性強，而且PTFE微孔管膜的使用壽命長。可以利用太陽能、地熱、溫泉、工廠余熱和溫熱的工業廢水等廉價能源，實現節能環保的膜蒸餾應用。
[0016]本發明適用于有機化工、精細化工、石油化工、染料、制藥、農藥、印染、造紙等行業的多種高濃度、高鹽度、毒性大、難生化降解的有機廢水降解處理，其能抗污堵、低能耗、蒸餾器壽命長，可降低投資和運行費用。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0017]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
[0018]圖1為本發明的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明的使用狀態立體結構示意圖。
【具體實施方式】
:
[0020]實施例，見附圖1和2，一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，包括冷液倉1、熱液倉2和凈水倉3,所述冷液倉、熱液倉和凈水倉分別為圓柱形殼體結構,且外徑為400mm,所述凈水倉位于熱液倉的正下方，所述冷液倉有兩個，為冷液倉alOl和冷液倉b 102,冷液倉a位于熱液倉正上方，冷液倉b位于凈水倉正下方，冷液倉a和冷液倉b之間通過十六組冷凝管4連通在一起，且冷凝管從熱液倉和凈水倉中穿過，冷凝管為外徑15?25mm,厚度為3?5mm的中空耐腐蝕合金鍍膜冷凝管，冷凝管上端螺接或焊接固定在冷液倉a上，冷凝管下端螺接或焊接固定在冷液倉b上。
[0021 ] 所述熱液倉內在每一組冷凝管外圍安裝有一組PTFE微孔管膜5，且PTFE微孔管膜與冷凝管之間形成了圓環形通道6 ;所述凈水倉與圓環形通道相連通。
[0022]所述冷液倉a的側壁上連通有一冷液進口管7,冷液倉b的側壁上連通有一冷液出口管8，常溫冷液從冷液進口管通過冷凝管從冷液出口流出形成閉路循環，且冷液在冷凝管內通過循環熱交換吸熱被逐步升溫形成熱回收，防止熱量損失，達到節能效果；所述熱液倉的下部側壁上連通有一熱液進口管9，熱液倉的上部側壁上連通有一熱液出口管10，熱液進口管與熱液出口管相對平行布置在熱液倉的下側壁和熱液倉的上側壁上，將加熱后的被處理汽水混合液通過泵送至熱液倉，熱液從熱液進口管進入熱液倉從熱液出口管流出，在熱液倉內形成內熱液蠕動，這樣形成閉路循環加熱，保證熱溶液不低于70°C，PTFE微孔管膜浸沒于熱液倉中，冷凝管穿在PTFE微孔管膜內。
[0023]所述凈水倉的側壁上連通有一凈水出口管11，凈水出口管的直徑為3?5mm。
[0024]所述PTFE微孔管膜的制備工藝是采用專利號為2013103991139的制備方法制備的管式疏水膜。
[0025]本發明工作原理:本發明在使用時可采用將三組膜蒸餾器串聯而成進行凈水提取，如附圖2，其熱液倉內是通過泵送方式進入加熱的被處理的汽水混合液，且熱的汽水混合液從熱液進口管進入，從熱液出口管流出形成閉路循環加熱系統，第一個熱液倉內的熱液溫度不低于70°C，且保證每一組冷凝管內外的溫差為25°C?35°C ;冷液倉a內通過冷液進口管進入常溫冷卻液，冷卻液通過冷凝管后進入冷液倉b中，并從冷液出口管流出，熱液倉內的水蒸氣在溫差形成的傳質驅動力下透過PTFE微孔管膜與冷凝管接觸被冷凝成液態形成凈水，然后凈水從圓環形通道中自由流入凈水倉，最后從凈水出口管流出被收集。
[0026]在以上的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是以上描述僅是本發明的較佳實施例而已，本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領域技術人員在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術。
【權利要求】
1.一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，其特征在于:包括冷液倉、熱液倉和凈水倉，所述冷液倉、熱液倉和凈水倉分別為圓柱形殼體結構，所述凈水倉位于熱液倉的正下方，所述冷液倉有兩個，為冷液倉a和冷液倉b,冷液倉a位于熱液倉正上方,冷液倉b位于凈水倉正下方，冷液倉a和冷液倉b之間通過十五組以上的冷凝管連通在一起，且冷凝管從熱液倉和凈水倉中穿過；所述熱液倉內在每一組冷凝管外圍安裝有一組PTFE微孔管膜，且PTFE微孔管膜與冷凝管之間形成圓環形通道；所述凈水倉與圓環形通道相連通； 所述冷液倉a的側壁上連通有一冷液進口管,冷液倉b的側壁上連通有一冷液出口管；所述熱液倉的下部側壁上連通有一熱液進口管，熱液倉的上部側壁上連通有一熱液出口管；所述凈水倉的側壁上連通有一凈水出口管； 所述熱液倉內是通過泵送方式進入加熱的被處理的汽水混合液，且熱的汽水混合液從熱液進口管進入，從熱液出口管流出形成閉路循環加熱系統，且熱液倉內的熱液溫度不低于70°C,冷凝管內外的溫差為25°C?35°C ;冷液倉a內通過冷液進口管進入常溫冷卻液，冷卻液通過冷凝管后進入冷液倉b中，并從冷液出口管流出，熱液倉內的水蒸氣在溫差形成的傳質驅動力下透過PTFE微孔管膜與冷凝管接觸被冷凝成液態形成凈水，然后凈水從圓環形通道中自由流入凈水倉，最后從凈水出口管流出被收集。
2.根據權利要求1所述的一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，其特征在于:所述冷凝管為外徑15?25mm,厚度為3?5_的中空耐腐蝕合金鍍膜冷凝管。
3.根據權利要求1所述的一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，其特征在于:所述凈水出口管的直徑為3?5mm。
4.根據權利要求1所述的一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，其特征在于:所述熱液進口管與熱液出口管相對平行布置在熱液倉的下側壁和熱液倉的上側壁上。
5.根據權利要求1所述的一種常壓抗污堵節能型膜蒸餾器，其特征在于:所述冷凝管上端螺接或焊接固定在冷液倉a上，冷凝管下端螺接或焊接固定在冷液倉b上。
【文檔編號】B01D61/36GK104147932SQ201410405138
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】劉寧生, 王中華 申請人:湖州森諾膜技術工程有限公司