一种ptfe纳米间隙膜水净化器的制造方法

文档序号:8293283阅读:517来源:国知局
一种ptfe纳米间隙膜水净化器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种水净化处理设备,尤其涉及利用蒸馏法的物理水净化设备。
【背景技术】
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[0002]海水淡化技术的发展与工业应用,已有半个世纪的历史,在此期间形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。今后三、四十年内,仍将是这三项技术“唱主角”,其中反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲,中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选,因为它具有大型化和超大型化,单台设备产水量目前已高达日产淡水4?5万吨,适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势;然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选,因为膜法的能耗和成本都具有优势,以北美地区为例,近期的发展已经表明,在淡化和水处理方面都将以膜法为主。做得最好的是以色列。
[0003]在大力倡导反渗透膜的同时,也应看到它的缺点:膜组件的更换周期短;母液浓度提升到3%以上时,它就无法处理,为保护生态,国家明令禁止母液向沿海及内陆排放。

【发明内容】

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[0004]本发明的目的是提供一种PTFE纳米间隙膜水净化器,它利用PTFE纳米间隙膜作为待处理水的蒸汽过滤膜,在温差大于30°C的条件即可实现对水的蒸馏净化,是一种低能耗水净化设备。
[0005]本发明采取的技术方案是:
[0006]一种PTFE纳米间隙膜水净化器,包括由冷却液格板、冷凝聚液格板、净水格板、膜组件格、待处理水腔格、膜组件格、净水格板、冷凝聚液格板和冷却液格板依次拼合成的PTFE纳米膜蒸馏水净化单元、左端盖板、右端盖板和连接杆,冷却液格板、冷凝聚液格板、净水格板、膜组件格和待处理水腔格均为板状结构,在冷却液格板、冷凝聚液格板、净水格板、膜组件格和待处理水腔格上均设有同一坐标系的冷却进液孔、冷却出液孔、待处理水进液孔、待处理水出液孔、净水进液孔和通气孔,冷却进液孔和冷却出液孔对角线分布,且冷却进液孔位于冷却出液孔对角下方,待处理水进液孔和待处理水出液孔也是对角线分布,且待处理水进液孔位于待处理水出液孔的对角下方,净水进液孔设置在冷却进液孔和待处理水进液孔之间,通气孔设置在冷却出液孔和待处理水出液孔之间,冷却进液孔与冷却液进液管相通连,冷却出液孔与冷却液出液管相通连,在冷却液格板上冷却进液孔和冷却出液孔经板体侧面相通连,在冷却液格板与冷凝聚液格板之间形成冷却液腔;待处理水进液孔与待处理水进水管相通连,待处理水出液孔与待处理水出水管相通连,在待处理水腔格上待处理水进液孔和待处理水出液孔经板体侧面相通连,膜组件格由隔水渗气膜和膜骨架格板组成,隔水渗气膜安装在膜骨架格板上;在净水格板上净水进液孔和通气孔均与净水格腔相通连,净水进液孔和通气孔的外露端设置在左端盖板或右端盖板上,且均与外界相通连,冷却进液孔设置在左端盖板或右端盖板上,冷却出液孔设置在右端盖板或左端盖板上,待处理水进液孔设置在左端盖板或右端盖板上,待处理水出液孔设置在右端盖板或左端盖板上,其中,隔水渗气膜为PTFE间隙膜,其功能是透气不透水,所有PTFE纳米膜蒸馏水净化单元串联后设置在左端盖板和右端盖板之间,由连接杆密封夹紧拼合。
[0007]进一步,净水进液孔的外露端设置在左端盖板上,通气孔的外露端设置在右端盖板上,且均与外界相通连,冷却进液孔设置在左端盖板上,冷却出液孔设置在右端盖板上,待处理水进液孔设置在左端盖板上,待处理水出液孔设置在右端盖板上。
[0008]进一步,净水进液孔的外露端设置在右端盖板上,通气孔的外露端设置在左端盖板上,且均与外界相通连,冷却进液孔设置在右端盖板上,冷却出液孔设置在左端盖板上,待处理水进液孔设置在右端盖板上,待处理水出液孔设置在左端盖板上。
[0009]在本发明中,所述PTFE纳米间隙膜为市购产品,这种PTFE纳米间隙膜的间隙
0.3-0.7微米(μ m),膜厚0.04毫米(mm),80%的间隙率,纤维外径80?100纳米(nm),在PTFE纳米间隙膜中纤维固-固相连,间隙孔-孔相通。例如江苏常州爱富奇环保科技有限公司有售。
[0010]由于本发明采用了高分子材料PTFE纳米间隙膜作为常压低温水处理的分离膜,它具有只透水蒸汽不透水分子的特性,因此,当待处理的水经加温后进入待处理水腔格后,产生的水蒸汽透过PTFE纳米间隙膜进入由冷凝聚液格板和净水格板组成的净水格腔,并在冷却液格板开始凝聚成水滴,这种PTFE纳米膜蒸馏水净化器既能对海水进行谈化,也能对工业污水进行蒸发净化,更能解决苦咸水地区人群的饮水困难,是高效低成本饮水惠民的小型装置,待处理水的加热可配备太阳能加热器,使用的范围更广。
[0011]在本发明中,采用PTFE纳米间隙膜以温度差(At彡30°C )为推动力的热渗透法来分离水和气,其原理是利用PTFE纳米间隙膜将挥发性物质(水蒸气)从原水中逸出,当不同温度的水溶液被PTFE纳米间隙膜隔开时,由于PTFE纳米间隙膜具有疏水透汽性能,两侧的水溶液均不能透过膜孔进入到另一侧,但由于热侧水溶液与膜界面的蒸汽压P1Hl高于冷侧界面的蒸汽压P2m,水蒸气会从热侧逸出通过膜孔进入冷侧冷凝,其他未挥发的组分则被疏水膜阻挡在热侧,从而实现混合物分离或提纯。最通俗的说法就是:透气不漏水,这种水蒸馏净化过程是热量和质量同时传递的过程。
[0012]本发明的优点主要有:
[0013]a)本发明能在常压和70°C以下低温条件下进行水蒸发汽液分离净化处理,结构简单、操作方便。
[0014]b)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中,因为只有水蒸气能透过膜的间隙,所以蒸馏液十分纯净,可以成为大规模、低成本制备超纯净水的有效手段。
[0015]c)该过程可以处理极高浓度的水溶液,如果溶质是容易结晶的物质,可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现结晶现象,能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程。
[0016]d)在该过程中无需把溶液加热到沸点,只要膜的两侧维持温度差At ^ 30°C,该膜分离过程即可持续进行。所以可以与可再生能源配套应用,可以利用太阳能、地热、温泉、工厂余热、舰船发动机冷却水余热等廉价能源降低成本。
[0017]e)可以方便地与常规工艺过程进行衔接,回收产品原料及溶剂。
【附图说明】
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[0018]图1为本发明的结构示意图;
[0019]图2为图1中PTFE纳米膜蒸馏水净化单元的结构示意图;
[0020]图3为右端盖板的结构示意图;
[0021]图4为左端盖板的结构示意图;
[0022]图5为冷却液格板的结构示意图;
[0023]图6为净水格板的结构示意图;
[0024]图7为图5中A-A剖视图;
[0025]图8为图5中B-B剖视图;
[0026]图9为图5中C-C剖视图;
[0027]图10为图5中D-D剖视图;
[0028]图11为冷凝聚液格板的结构示意图;
[0029]图12为膜组件格的结构示意图;
[0030]图13为图12中的E-E剖视图;
[0031]图14为待处理水腔格板的结构示意图;
[0032]图中,1-冷却液格板;2_冷凝聚液格板;3_净水格板;4_膜组件格;41_隔水渗气膜;42_膜骨架格板;5_待处理水腔格;6_左端盖板;7_右端盖板;8_连接杆;11-冷却
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