一种高效的膜蒸馏装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种高效的膜蒸馏装置。
【背景技术】
[0002]膜蒸馏技术是以疏水性膜为分离介质，通过对热侧溶液进行加热升温，使料液中的水挥发成水蒸气并进入膜孔，水蒸气在膜两侧蒸气压差的推动下穿过膜孔到达膜的另一侧，然后经过一定的冷却方式将水蒸气重新冷凝为液态水。由于膜的疏水性，溶液中的液态水和其他水溶性物质被截留，从而实现料液的浓缩过程。采用膜蒸馏浓缩除盐时，对绝大多数盐类和其他非挥发性物质都有接近100%截留效率，而且膜蒸馏操作条件温和，不需要将溶液加热至沸腾。此外，溶液中含盐量的变化对膜通量影响较小，膜蒸馏可以在极高含盐量时正常运行(含盐量可大于25%)，而且膜蒸馏可以在常压下运行，不需要高压条件。由于膜蒸馏的分离特性及众多优点，该技术在废水处理、海水淡化、化工分离、果汁浓缩等方面具有广泛的研究应用。
[0003]目前，现有技术的膜蒸馏工艺的缺点主要体现在能耗过高等方面:
[0004]膜蒸馏按照冷却侧的运行方式不同，可以将膜蒸馏分为直接接触式膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏和真空膜蒸馏，这四种膜蒸馏方式各有优缺点。
[0005]真空膜蒸馏(VMD)是采用抽真空的方式使膜组件的冷凝侧保持一定负压，热侧溶液中的水以蒸气形式进入膜的另一侧后，通过真空栗的作用将其抽出膜组件，并在膜组件以外的冷凝器中冷凝为液态水。由于VMD中膜两侧蒸气压差更大，具有更大的推动力，因此VMD相比其他的膜蒸馏形式具有更大的膜通量。由于传统的真空膜蒸馏蒸气冷凝过程中需要提供额外的冷却工质，不仅限制其应用前景，同时也造成能耗较高。因此，开发出具有更高通量的膜蒸馏工艺对于膜蒸馏技术的工业化应用具有重要意义。
[0006]发明专利CN101797479A公开了一种利用直接蒸汽压缩热栗进行真空膜蒸馏的方法及装置。通过采用一个蒸汽压缩机直接对膜组件透过侧的蒸汽进行压缩，将压缩后的高温高压蒸汽依次通过一个加热器和一个预热器，同时将原料也通过加热器和预热器。但是该发明主要通过蒸汽压缩热维持系统运行，但实际生产中由于膜蒸馏通量较低，很难保证有足够热量维持系统稳定运行，而且该发明中产生的高温浓水中的热量并未回收，造成热量损失严重。此外，该发明中采用的是单效膜蒸馏，也没有设置渗漏水收集系统和真空栗，由于渗漏水对生产影响非常大，因此必须进行单独收集处理。
【实用新型内容】
[0007]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是克服现有真空膜蒸馏工艺中能耗较高的缺点，提出一种高效的膜蒸馏装置。通过蒸汽压缩和多级加热对低温原料液进行加热，换热效率更高。
[0008]为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0009]—种高效的膜蒸馏装置，包括贯穿于原料液流路设置的:
[0010]预热装置，用以对原料液进行预热；
[0011]—调节池，用以使预热后的原料液保持在一预设温度和保证池内水质均匀；
[0012]—多效膜蒸馏系统，用以对处于预设温度的原料液进行多效膜蒸馏；
[0013]与所述多效膜蒸馏系统的蒸汽出口连通的一蒸汽流路，所述蒸汽流路与所述预热装置连接，用以对预热装置供热。
[0014]进一步地，所述预热装置包括依次连通的:一二段换热器，一二段冷凝储槽，一三段换热器，一三段冷凝水储槽；还包括与二段冷凝水储槽及三段冷凝水储槽同时连通的一一段换热器；所述一段换热器、二段换热器及三段换热器依次设置于连通于调节池的原料液流路上。
[0015]进一步地，所述调节池内设置加热装置，用以确保调节池内原料液温度保持在设定范围。
[0016]进一步地，所述多效膜蒸馏系统包括:依次连通的不少于2个膜组件；在前的膜组件的溶液侧的尾端和在后的膜组件的溶液侧的首端依次连通；所述膜组件中第一个膜组件的溶液侧的首端与所述调节池连通，最后一个膜组件的溶液侧的尾端与所述调节池连通。
[0017]进一步地，还包括与多个膜组件的真空侧的渗漏液排放口连通的一渗漏液储槽；所述渗漏液储槽连通所述调节池。
[0018]通过采取上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果:采用多效真空膜蒸馏，设有渗漏水收集回收系统，可以有效避免渗漏水污染产水，确保产水水质。同时多效的膜蒸馏系统配合三段热回收系统，可提高系统热利用率，降低系统能耗，提高真空膜蒸馏的实用性。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的高效的膜蒸馏装置在一实施例中的工艺原理示意图。
[0020]图中:1、调节池；2、加热器；3、料液栗；4、第一效膜组件；5、疏水膜；6、第二效膜组件；7、第三效膜组件；8、第N效膜组件；9、真空栗；10、二段换热器；11、二段冷凝水储槽；12、空气压缩机；13、三段换热器；14、三段冷凝水储槽；15、液体热栗；16、一段换热器；17、产水储槽；18、原料液栗；19、原料液储槽；20、渗漏液储槽；al、第一效膜组件蒸汽出口 ；a2、第二效膜组件蒸汽出口 ；a3、第三效膜组件蒸汽出口 ；a4、第N效膜组件蒸汽出口 ；bl、第一效膜组件真空度调节阀；b2、第二效膜组件真空度调节阀；b3、第三效膜组件真空度调节阀山4、第N效膜组件真空度调节阀；cl、第一效膜组件渗漏液排放口 ；c2、第二效膜组件渗漏液排放口； c3、第三效膜组件渗漏液排放口； c4、第N效膜组件渗漏液排放口。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0022]如图1所示，本实用新型的高效的膜蒸馏装置，包括贯穿于原料液流路设置的:预热装置，用以对原料液进行预热；加热器2和调节池1，用以使预热后的原料液保持在一预设温度，同时保证池内料液均匀；多效膜蒸馏系统，用以对处于预设温度的原料液进行多效膜蒸馏；与所述多效膜蒸馏系统的蒸汽出口连通的一蒸汽流路，所述蒸汽流路与所述预热装置连接，用以对预热装置供热；真空栗9，用以提供负压，并将膜组件内水蒸汽抽出；蒸汽压缩机12，用以压缩蒸汽，进而提高蒸汽温度；液体热栗15，用以提高液体温度。还包括用以存储原料液的原料液储槽19，用以收集多效膜蒸馏系统的渗漏液的渗漏液储槽20，与预热装置的末端连接的，用以收集成品液的成品液储槽17 ;以及设置在原料液流路、蒸汽流路及预热装置中用以辅助换热的多套调节阀门和栗。
[0023]其中，预热装置包括:二段换热器10，二段冷凝水储槽11，三段换热器13，三段冷凝水储槽14 ;二段冷凝水储槽11及三段冷凝水储槽13混合后与低温液体热栗15入口相连，经过液体热栗15升温后液体由液体热栗15出口进入到一段换热器16，对原料液进行一段预热。从图1可以看出，在原料液进入调节池1之前，一段换热器16、二段换热器10及三段换热器13依次设置在原料液流路上。
[0024]通过上述预热装置的布置方式，蒸汽首先经过二段换热器10，可以初步将水蒸汽冷凝为液态水，一方面对原料液进行换热，另一方面可以有效降低进入蒸汽压缩机12的蒸汽量，进而降低后续负荷，由于经过二段和三段预热后原料液温度升高，与二段冷凝水储槽11和三段冷凝水储槽14混合后的混合液体温差较小，换热效率低，因此将二段冷凝水储槽11和三段冷凝水储槽14混合后的混合液体经过液体热栗15升温后进入一