本實用新型專利技術公開了一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置，屬于膜蒸餾領域。該第能耗裝置包括n級并聯的膜蒸餾單元，第一級料液罐、增壓泵、中空纖維膜組件的管程構成第一閉合循環回路；第二級至第n級中的中空纖維膜組件的管程與前級管殼式換熱器的殼程、本級料液罐和增壓泵構成第二至第n閉合循環回路。第n級管殼式換熱器的殼程與冷卻器連通。每一級中，空纖維膜組件的殼程出口和成品收集罐均與管殼式換熱器的管程進口連通，增壓泵與中空纖維膜組件的連接管線上設有溫度計。第一級至第n?1級中的管殼式換熱器的管程出口與下一級中空纖維膜組件的殼程出口相連通后再與下一級管殼式換熱器的管程進口相連通，第n級管殼式換熱器的管程出口與真空泵連接。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及膜蒸餾領域，特別涉及一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置及方法。
技術介紹
真空膜蒸餾技術是一種新型膜分離技術，其基于將待分離物質的熱料液通過分離膜的一側(即熱側)，而在分離膜的另一側抽真空(即真空側)，從而在分離膜兩側形成傳遞蒸氣壓差，熱料液中的水在分離膜的一側汽化后形成蒸氣，蒸氣在該傳遞蒸氣壓差的驅動下將通過分離膜的膜孔傳遞到分離膜的真空側，并在真空側被冷凝成純凈的水，進而實現料液中水和其他物質的分離。其中，上述的分離膜多以板式、卷式、管式、或者中空纖維式膜組件的形式存在。由于真空膜蒸餾以真空系統作為增強驅動力，其不僅具有其他膜蒸餾技術的優點，而且具有分離效率高，膜通量大等優點，在海水淡化、水處理、溶液濃縮、超純水制備等方面具有極大的應用前景。基于上述可知，針對真空膜蒸餾技術提供一種真空膜蒸餾裝置是十分必要的。現有技術提供了這樣一種真空膜蒸餾裝置，其包括料液罐、增壓泵、加熱器、計量泵、溫度計、中空纖維膜組件、冷凝管、真空泵、淡水收集瓶、低溫恒溫水槽。其中，料液罐、增壓泵、加熱器、計量泵、溫度計、中空纖維膜組件的管程順次連通，中空纖維膜組件的殼程、冷凝管的殼程、淡水收集瓶順次連通，同時，真空泵與冷凝器的殼程和淡水收集瓶之間的連接管線相連通，同時，冷凝管的管程與低溫恒溫水槽連通。其中，中空纖維膜組件包括管式外殼、沿軸向設置在管式外殼內部的多條疏水性中空纖維膜絲，并且中空纖維膜絲通過樹脂固定在所述管式外殼的兩端，同時，管式外殼的兩端分別設置有端蓋。其中，端蓋上設置有與中空纖維膜絲的中心孔相連通的蓋孔，以配合形成中空纖維膜組件的管程，管式外殼靠近兩端的外壁上設置有與其內腔相連通的管孔，以配合形成中空纖維膜組件的殼程。設計人發現現有技術至少存在以下問題：由于真空膜蒸餾過程中所需能耗主要是補充水分蒸發所消耗的料液顯熱，而水的蒸發潛熱較大，現有技術采用冷凝水來冷凝水分蒸發后得到的蒸氣，需要大量的冷凝水，造成其能耗過大。
技術實現思路
本技術實施例所要解決的技術問題在于，提供了一種能夠回收利用水的蒸發潛熱，有效降低其能耗的并聯式多效真空膜蒸餾裝置。具體技術方案如下：本技術實施例提供了一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置，包括料液罐、增壓泵、真空泵、中空纖維膜組件、成品收集罐和溫度計，進一步地，所述裝置還包括管殼式換熱器和冷卻器，并且所述料液罐中設置有加熱棒；一個所述中空纖維膜組件、一個所述管殼式換熱器、一個所述料液罐、一個所述增壓泵、一個所述成品收集罐配合構成一級膜蒸餾單元，并且所述膜蒸餾單元并聯設置有n級，其中n大于或者等于2；第一級所述膜蒸餾單元中，所述料液罐、所述增壓泵、所述中空纖維膜組件的管程順次連通，構成第一閉合循環回路；第二級直至第n級膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件的管程與前級膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器的殼程、本級膜蒸餾單元中的所述料液罐和所述增壓泵順次連通，構成第二至第n閉合循環回路；并且第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器的殼程進口和殼程出口分別與所述冷卻器的出水口和進水口連通，以構成冷卻循環回路；每一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件的殼程出口與所述管殼式換熱器的管程進口相連通；第一級至第n-1級膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器的管程出口與下一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件的殼程出口相連通后再與下一級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器的管程進口相連通，并且，第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器的管程出口與所述真空泵連接；每一級所述膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器的管程進口還與所述成品收集罐連通，同時，所述增壓泵與所述中空纖維膜組件的連接管線上設置有所述溫度計。具體地，作為優選，所述裝置還包括過濾器，所述過濾器設置在所述料液罐的進料管線上。具體地，作為優選，所述裝置還包括不凝氣換熱器，所述不凝氣換熱器設置在第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器的管程出口與所述真空泵之間的連接管線上。具體地，作為優選，所述裝置還包括真空壓力表，所述真空壓力表設置在所述不凝氣換熱器與所述真空泵之間的連接管線上。具體地，作為優選，所述中空纖維膜組件的管程進口管線上均設置有流量計。具體地，作為優選，所述冷卻器為水冷器或者空冷器。具體地，作為優選，所述管殼式換熱器為聚合物換熱器，所述聚合物換熱器包括管式外殼、多條聚合物換熱管、端蓋；所述聚合物換熱管呈中空纖維結構，同時管壁致密無孔，多條所述聚合物換熱管沿軸向間隔設置在所述管式外殼內部，并通過固化樹脂固定在所述管式外殼的兩端；所述端蓋可拆卸地固定在所述管式外殼的兩端，并且所述端蓋上設置有與所述聚合物換熱管的中心通孔相連通的蓋孔，從而配合形成所述聚合物換熱器的管程；所述管式外殼靠近兩端的外壁上分別設置有與所述管式外殼的內腔相連通的進液管和出液管，從而配合形成所述聚合物換熱器的殼程。作為優選，所述聚合物換熱管為聚四氟乙烯管，外徑為0.5-0.9mm，內徑為0.3-0.5mm。本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：本技術實施例提供的膜蒸餾裝置，通過使料液在各級管殼式換熱器中與蒸氣進行換熱冷凝，不僅實現了對蒸氣潛熱的回收，同時減少了對料液的熱能供給以及對蒸氣冷凝的能量供給，如此將有效降低膜蒸餾過程的能耗，進而提高膜蒸餾過程的熱效率。此外，將料液分離后得到濃液分別在本級膜蒸餾單元中的中空纖維膜組件中進行再循環，不僅利于上述換熱冷凝過程的進行，還能夠提高料液的分離效果，進而提高膜蒸餾過程的造水比。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術實施例提供的并聯式多效真空膜蒸餾裝置的結構示意圖。附圖標記分別表示：1料液罐，2增壓泵，3真空泵，4中空纖維膜組件，5成品收集罐，6溫度計，7管殼式換熱器，8冷卻器，9加熱棒，10不凝氣換熱器，11真空壓力表。需要說明的是，圖1中所示的MD表示中空纖維膜組件，HE表示管殼式換熱器，相應地，MD1、MD2、以及MDn分別表示第一級膜蒸餾單元、第二級膜蒸餾單元以及第n級膜蒸餾單元中的中空纖維膜組件；HE1、HE2、以及HEn分別表示第一級膜蒸餾單元、第二級膜蒸餾單元以及第n級膜蒸餾單元中的管殼式換熱器。第二級膜蒸餾單元與第n級膜蒸餾單元之間的虛線表示省略的第3級直至第n-1級膜蒸餾單元，它們的排布結構以此類推。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。第一方面，本技術實施例提供了一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置，如附圖1所示，該裝置包括料液罐1、增壓泵2、真空泵3、中空纖維膜組件4、成品收集罐5和溫度計6，進一步地，該裝置還包括管殼式換熱器7和冷卻器8，并且料液罐1中設置有加熱棒9。其中，一個中空纖維膜組件4、一個管殼式換熱器7、一個料液罐1、一個增壓泵2、一個成品收集罐5配合構成一級膜蒸餾單元，并且膜蒸餾單元并聯設置有n級，其中n大于或者等于2。第一級膜蒸餾單元中，料液罐1、增壓泵2、中空纖維膜組件4的管程本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置，包括料液罐(1)、增壓泵(2)、真空泵(3)、中空纖維膜組件(4)、成品收集罐(5)和溫度計(6)，其特征在于，所述裝置還包括管殼式換熱器(7)和冷卻器(8)，并且所述料液罐(1)中設置有加熱棒(9)；一個所述中空纖維膜組件(4)、一個所述管殼式換熱器(7)、一個所述料液罐(1)、一個所述增壓泵(2)、一個所述成品收集罐(5)配合構成一級膜蒸餾單元，并且所述膜蒸餾單元并聯設置有n級，其中n大于或者等于2；第一級所述膜蒸餾單元中，所述料液罐(1)、所述增壓泵(2)、所述中空纖維膜組件(4)的管程順次連通，構成第一閉合循環回路；第二級直至第n級膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的管程與前級膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的殼程、本級膜蒸餾單元中的所述料液罐(1)和所述增壓泵(2)順次連通，構成第二至第n閉合循環回路；并且第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的殼程進口和殼程出口分別與所述冷卻器(8)的出水口和進水口連通，以構成冷卻循環回路；每一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的殼程出口與所述管殼式換熱器(7)的管程進口相連通；第一級至第n?1級膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器(7)的管程出口與下一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的殼程出口相連通后再與下一級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的管程進口相連通，并且，第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的管程出口與所述真空泵(3)連接；每一級所述膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器(7)的管程進口還與所述成品收集罐(5)連通，同時，所述增壓泵(2)與所述中空纖維膜組件(4)的連接管線上設置有所述溫度計(6)。...
【技術特征摘要】
1.一種并聯式多效真空膜蒸餾裝置，包括料液罐(1)、增壓泵(2)、真空泵(3)、中空纖維膜組件(4)、成品收集罐(5)和溫度計(6)，其特征在于，所述裝置還包括管殼式換熱器(7)和冷卻器(8)，并且所述料液罐(1)中設置有加熱棒(9)；一個所述中空纖維膜組件(4)、一個所述管殼式換熱器(7)、一個所述料液罐(1)、一個所述增壓泵(2)、一個所述成品收集罐(5)配合構成一級膜蒸餾單元，并且所述膜蒸餾單元并聯設置有n級，其中n大于或者等于2；第一級所述膜蒸餾單元中，所述料液罐(1)、所述增壓泵(2)、所述中空纖維膜組件(4)的管程順次連通，構成第一閉合循環回路；第二級直至第n級膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的管程與前級膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的殼程、本級膜蒸餾單元中的所述料液罐(1)和所述增壓泵(2)順次連通，構成第二至第n閉合循環回路；并且第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的殼程進口和殼程出口分別與所述冷卻器(8)的出水口和進水口連通，以構成冷卻循環回路；每一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的殼程出口與所述管殼式換熱器(7)的管程進口相連通；第一級至第n-1級膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器(7)的管程出口與下一級所述膜蒸餾單元中的所述中空纖維膜組件(4)的殼程出口相連通后再與下一級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的管程進口相連通，并且，第n級所述膜蒸餾單元中的所述管殼式換熱器(7)的管程出口與所述真空泵(3)連接；每一級所述膜蒸餾單元中，所述管殼式換熱器(7)的管程進口還與所述成品收集罐(5)連通，同時，所述增...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張永剛，彭躍蓮，晉彩蘭，邱浩然，
申請(專利權)人：北京惠源三達水處理設備有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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