多功能膜吸收塔制造技術

本發明專利技術公開了一種多功能膜吸收塔，包括塔體，塔體一端設有進氣口，另一端設有出氣口，主體工藝結構包括調溫段、調質段、吸收段和噴淋清洗段。調溫段、調質段、吸收段所依托的新型箱式膜接觸單元實現氣液兩相的傳熱、傳質和吸收，噴淋清洗段可以對膜絲進行清洗；吸收段各膜接觸單元可通入同種類或不同種類的吸收液同步或選擇性地吸收氣體中的不同組分。該塔具有氣體處理量大，集成性能好，操作彈性高，氣液相分布均勻，傳質、傳熱效果優異，裝卸方便，可同步或單獨吸收脫除進氣中的不同組分等特點，可應用于燃煤煙氣和工業廢氣等凈化處理領域，以及液體脫氣/充氣、氣體吸收與解析過程、膜蒸餾、膜結晶、膜萃取等膜接觸工藝過程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種氣液兩相膜接觸傳質、傳熱、調質、吸收設備，特別涉及一種多功能膜吸收塔。
技術介紹
膜吸收技術應用領域廣泛，作為膜吸收技術工業化的重要載體——膜吸收塔，尚未得到重視和開發。目前商品化應用的膜吸收載體為中空纖維膜吸收器，多為管式或柱式設計，即將中空纖維膜封裝在膜殼中，中空纖維膜內腔稱為管程，膜外表面與膜殼之間的空間為殼程，兩種流體分別流經所述膜吸收器的管程和殼程，兩相不直接接觸，通過中空纖維膜隔開，并利用中空纖維膜表面的微孔進行傳質和傳熱。該類管式膜吸收器氣液處理能力小、進氣壓力高、能耗大，且存在氣液相分布不均勻的現象，功能單一，無法應用于規模化工業過程氣液處理量大、壓力損失小、工況條件復雜等需求。公開號為CN202020991U，其公開日為2011年11月2日的中國專利申請提供了一種新型低氣阻箱式氣液接觸膜吸收單元，包括多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件、膜清洗部件和箱體。然而，一方面，其多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件的集水管占用單元內部體積，導致膜填充密度低，處理效率及能力低；另一方面，其多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件獨立平行排布于單元內部，對流體導流均布的效果有待提高。專利技術專利內容本專利技術的目的在于提供一種多功能膜吸收塔。該塔具有氣/液處理量大，集成性能好，操作彈性高，氣液相分布均勻，可同步或單獨吸收脫除進氣中的不同組分，傳質、傳熱效果優異，裝卸方便、工業適用性廣泛等特點，可應用于液體脫氣/充氣、氣體吸收與解析過程、膜蒸餾、膜結晶、膜萃取、膜汽提等膜接觸過程。為了解決上述技術問題，本專利技術提出的一種多功能膜吸收塔，包括塔體，所述塔體的一端設有進氣口，所述塔體的另一端設有出氣口；所述塔體內沿豎直方向布置有調溫段、調質段、吸收段和噴淋清洗段；所述調溫段、調制段和吸收段均分別多級箱式膜接觸單元模塊化集成，所述多級箱式膜接觸單元為串聯或并聯；所述箱式膜接觸單元，包括箱體，所述箱體內設有多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件；多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件是沿著殼程流體流經方向的垂直面布置在所述箱體內；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件包括多片由中空纖維多孔膜絲編織的疏水性中空纖維膜片和密封在多片疏水性中空纖維膜片兩端的膜元件封頭；所述膜元件封頭設有集水流道，所述集水流道的兩端設有管道端口；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件按照垂直于殼程流體流經方向、等間距平行排布于所述箱體內，且相鄰的兩片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件中膜絲的排布方向相互垂直；所述箱體的壁上設有與所有管道端口位置一一對應的通孔，每個管道端口均穿過位置對應的通孔、且與通孔之間為過盈配合；所述調溫段的調溫液由調溫液泵注入調溫段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲中，然后，由調溫液出口排放；所述調質段的調質液由調質液泵注入調質段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲中，然后，由調質液出口排放；所述吸收段的吸收液由吸收液泵注入吸收段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲中，然后，由吸收液出口排放；所述噴淋清洗段由噴淋裝置組成，所述噴淋裝置有下述兩種形式之一，一種是在吸收段中的每級箱式膜接觸單元上方設置噴嘴，另外一種是在吸收段的頂部或者頂端設置噴嘴，從而對吸收段中每級箱式膜接觸單元中的膜絲進行清洗；所述噴淋清洗段的噴淋清洗液由噴淋清洗泵注入噴淋清洗段，并由所述噴嘴噴出，然后，噴淋清洗液由設置在塔底的噴淋清洗液出口排放。進一步講，所述多級箱式膜接觸單元有1～n級，各級箱式膜接觸單元采用豎直疊加串聯方式連接。所述吸收段中各級箱式膜接觸單元通入同種類或不同種類的吸收液。所述中空纖維多孔膜絲的孔徑范圍為0.01μm～3.0μm，壁厚范圍為10μm～500μm，外徑范圍為100μm～5000μm；孔隙率范圍為30％～95％。本專利技術通過所述調溫段、調質段、吸收段和噴淋清洗段四個功能段有機組合可以實現包括但不限于燃煤煙氣和工業廢氣等凈化處理、液體脫氣/充氣、氣體吸收與解析過程、膜蒸餾、膜結晶和膜萃取的膜接觸工藝過程。附圖說明圖1是本專利技術多功能膜吸收塔結構示意圖；圖2是圖1中所示各功能段所采用的箱式膜接觸單元中空纖維膜元件的結構示意圖；圖3是圖2中A-A所示剖切位置的剖面圖；圖4是圖1中所示各功能段所采用的箱式膜接觸單元局部剖視圖；圖5是圖4所示箱式膜接觸單元外觀示意圖；圖6是圖5所示反方向視角的箱式膜接觸單元外觀示意圖。圖中：1-塔體，2-進氣口，3-調溫段，4-調質段，5-吸收段，6-噴淋清洗段，7-出氣口，8-噴嘴，11、12、13、14、21、22、23、24、31、32、33、34、41、42、43、44、51、52、53、54、61、62、63、64、71、72、73、74、81、82、83、84-管程流體流經簾式膜元件集水流道的進/出口，20-片狀簾式疏水性中空纖維膜元件，30-膜絲，40-疏水性中空纖維膜片，50-膜元件封頭，60-集水流道，100-箱體，301-調溫液泵，302-調質液出口，401-調質液泵，402-調溫液出口，501-吸收液泵，502-吸收液出口，601-噴淋液泵，602-噴淋清洗液出，B-殼程流體，C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8-管程流體。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本專利技術進行解釋說明，并不用以限制本專利技術。如圖1所示，本專利技術提出的一種多功能膜吸收塔，包括塔體1，所述塔體1的一端設有進氣口2，所述塔體1的另一端設有出氣口7；主體工藝結構包括調溫段、調質段、吸收段和噴淋清洗段四個功能段。所述塔體1內沿豎直方向布置有調溫段3、調質段4、吸收段5和噴淋清洗段6。主體工藝各功能段的設置情況、大小和數量根據氣體處理量、溫度、濃度、組成等的需要而定，各段可根據氣體處理工藝的需求排列組合，不限順序。所述箱式膜接觸單元，如圖2所示，包括箱體100，所述箱體100內設有多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20包括多片由中空纖維多孔膜絲30編織的疏水性中空纖維膜片40和密封在多片疏水性中空纖維膜片40兩端的膜元件封頭50；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20按照垂直于殼程流體流經方向、等間距平行排布于所述箱體100內，且相鄰的兩片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20中膜絲30的排布方向相互垂直；所述箱體100的壁上設有與所有管道端口位置一一對應的通孔，每個管道端口均穿過位置對應的通孔、且與通孔之間為過盈配合。如圖3所示，所述膜元件封頭50設有集水流道60，所述集水流道60的兩端設有管道端口，由于多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20是按照相鄰兩面片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20兩端的膜元件封頭50交錯90度來布置的，從而在多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20的外圍形成八列管道端口。將每片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20的同一端的膜元件封頭50上、且位于箱體100外同一列的一個管道端口用封堵封閉，將每片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件20的同一端的膜元件封頭50、且位于箱體100外同一列的另一個管道端口伸出箱體100作為管程流體流經簾式膜元件集水流道的進/出口。如圖4、圖5和圖6示出了箱體100內容納有8片片狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能膜吸收塔，包括塔體(1)，所述塔體(1)的一端設有進氣口(2)，所述塔體(1)的另一端設有出氣口(7)；其特征在于：所述塔體(1)內沿豎直方向布置有調溫段(3)、調質段(4)、吸收段(5)和噴淋清洗段(6)；所述調溫段(3)、調制段(4)和吸收段(5)均分別多級箱式膜接觸單元模塊化集成，所述多級箱式膜接觸單元為串聯或并聯；所述箱式膜接觸單元，包括箱體(100)，所述箱體(100)內設有多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)；多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)是沿著殼程流體流經方向的垂直面布置在所述箱體(100)內；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)包括多片由中空纖維多孔膜絲(30)編織的疏水性中空纖維膜片(40)和密封在多片疏水性中空纖維膜片(40)兩端的膜元件封頭(50)；所述膜元件封頭(50)設有集水流道(60)，所述集水流道(60)的兩端設有管道端口；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)按照垂直于殼程流體流經方向、等間距平行排布于所述箱體(100)內，且相鄰的兩片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)中膜絲(30)的排布方向相互垂直；所述箱體(100)的壁上設有與所有管道端口位置一一對應的通孔，每個管道端口均穿過位置對應的通孔、且與通孔之間為過盈配合；所述調溫段(3)的調溫液由調溫液泵(301)注入調溫段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲(30)中，然后，由調溫液出口(402)排放；所述調質段(4)的調質液由調質液泵(401)注入調質段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲(30)中，然后，由調質液出口(302)排放；所述吸收段(5)的吸收液由吸收液泵(501)注入吸收段中的多級箱式膜接觸單元的中空纖維多孔膜絲(30)中，然后，由吸收液出口(502)排放；所述噴淋清洗段(6)由噴淋裝置組成，所述噴淋裝置有下述兩種形式之一，一種是在吸收段中的每級箱式膜接觸單元上方設置噴嘴(8)，另外一種是在吸收段的頂部或者頂端設置噴嘴(8)，從而對吸收段中每級箱式膜接觸單元中的膜絲(30)進行清洗；所述噴淋清洗段(6)的噴淋清洗液由噴淋清洗泵(601)注入噴淋清洗段，并由所述噴嘴(6)噴出，然后，噴淋清洗液由設置在塔底的噴淋清洗液出口(602)排放。...

【技術特征摘要】
1.一種多功能膜吸收塔，包括塔體(1)，所述塔體(1)的一端設有進氣口(2)，所述塔體(1)的另一端設有出氣口(7)；其特征在于：所述塔體(1)內沿豎直方向布置有調溫段(3)、調質段(4)、吸收段(5)和噴淋清洗段(6)；所述調溫段(3)、調制段(4)和吸收段(5)均分別多級箱式膜接觸單元模塊化集成，所述多級箱式膜接觸單元為串聯或并聯；所述箱式膜接觸單元，包括箱體(100)，所述箱體(100)內設有多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)；多片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)是沿著殼程流體流經方向的垂直面布置在所述箱體(100)內；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)包括多片由中空纖維多孔膜絲(30)編織的疏水性中空纖維膜片(40)和密封在多片疏水性中空纖維膜片(40)兩端的膜元件封頭(50)；所述膜元件封頭(50)設有集水流道(60)，所述集水流道(60)的兩端設有管道端口；所述片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)按照垂直于殼程流體流經方向、等間距平行排布于所述箱體(100)內，且相鄰的兩片片狀簾式疏水性中空纖維膜元件(20)中膜絲(30)的排布方向相互垂直；所述箱體(100)的壁上設有與所有管道端口位置一一對應的通孔，每個管道端口均穿過位置對應的通孔、且與通孔之間為過盈配合；所述調溫段(3)的調溫液由調溫液泵(301)注入調溫段中的多級箱式膜接觸單...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關毅鵬，劉錚，陳穎，郭春剛，李雪梅，曹震，呂經烈，劉國昌，
申請(專利權)人：國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，
類型：發明
國別省市：天津;12