一种双段式中空纤维膜蒸发器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种膜蒸发器，尤其是涉及一种双段式中空纤维膜蒸发器。
【背景技术】
[0002]中空纤维膜蒸发器是蒸发器的一种类型，特点是物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，优点是传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短，因此特别适合热敏性物质的蒸发。按照成膜原因及流动方向不同，可分为升膜蒸发器、降膜蒸发器、刮膜蒸发器三种类型。中空纤维膜蒸发器具有生产能力大、效率高、物料受热时间短等特点，适用于制药、食品、化工等行业的稀溶液浓缩。
[0003]溴素是一种重要的基础化工原料，广泛的应用于医疗、感光材料，精细化工等行业，但是，现有技术中，溴素的年产量仅为70?80万吨。目前全球溴含量在5?15g/L的高品位卤水正在逐年减少，因此各国都在研宄如何从低品位卤水中提取溴，同时，还需要解决降低生产成本等问题。
[0004]现有的提溴方法主要有:空气吹出法、溶剂萃取法、水蒸气蒸馏法等。常规空气吹出法和水蒸气蒸馏法的缺点主要在于对卤水中溴含量的要求比较苛刻，且各方法都具有能耗偏大这一缺陷；而溶剂萃取法对萃取剂的要求太高，不适用于工业生产。另外，还可以利用膜法进行提溴，但是，提溴过程中所采用的中空纤维膜蒸发器一般结构较为复杂，具有能耗尚、运彳丁稳定性差、效率低等缺陷。
【实用新型内容】
[0005]为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种结构简单、稳定性好、效率高的双段式中空纤维膜蒸发器。
[0006]一种双段式中空纤维膜蒸发器，其包括蒸发器本体和位于蒸发器本体内的中心管，所述蒸发器本体为双段式结构，包括位于上方的第一段体和位于下方的第二段体，第一段体下部设有第一出液口，第二段体上部设有第二出液口，第二段体底部设有第三出液口，除中心管外，第一段体与第二段体之间内部密封；
[0007]所述的中心管自上而下包括上进料部分、渗透部分、换热部分和下进料部分，所述的上进料部分和渗透部分位于第一段体内，换热部分和下进料部分位于第二段体内，上进料部分顶部和下进料部分底部各设有第一进液口和第二进液口，上进料部分与渗透部分内部不连通，换热部分与下进料部分内部不连通，上进料部分和下进料部分管壁分别开有分散孔，上进料部分和渗透部分包覆有微孔中空纤维膜，下进料部分和换热部分包覆有无孔中空纤维膜，所述的微孔中空纤维膜与无孔中空纤维膜膜管内侧互通，膜管外侧不互通，第三出液口与无孔中空纤维膜膜管内侧连通；
[0008]所述的第二出液口与第一进液口之间设有换热器。
[0009]作为优选，所述换热器为板框换热器。
[0010]作为优选，所述微孔中空纤维膜的膜丝外径为0.3mm，内径为0.2mm，厚度为0.05mmo
[0011]作为优选，所述无孔中空纤维膜的膜丝外径为0.5mm，内径为0.4mm，厚度为0.05mmo
[0012]作为优选，所述的中心管上进料部分和下进料部分为空心结构，渗透部分和换热部分为实心结构。当然，渗透部分和换热部分也可采用空心结构，只要在上进料部分与渗透部分之间、下进料部分与换热部分之间设置挡板以实现“上进料部分与渗透部分内部不连通，换热部分与下进料部分内部不连通”。
[0013]本实用新型的中空纤维膜蒸发器为双段式结构，第一段体中微孔中空纤维膜与第二段体中无孔中空纤维膜的膜管内侧互通，膜管外侧不互通，无孔中空纤维膜不透气不透水，导热性能优异。氧化后的氢溴酸富集液导入中空纤维膜蒸发器第二段体换热部分，收集部分热量；把氧化氢溴酸富集液导入换热器，补热氢溴酸富集液，控制氢溴酸富集液温度在50?70°C ;把高温氧化氢溴酸富集液重新导入中空纤维膜蒸发器第一段体，高温氧化氢溴酸富集液走微孔中空纤维膜的膜管外侧，在负压条件下，溴蒸汽透过膜壁，进入膜管内侧；溴蒸汽与新鲜氢溴酸富集液逆流换热降温，冷凝后得到溴素；冷凝后得到的溴素被真空泵抽出，储存。
[0014]本实用新型结构简单，设计合理，双段式结构的设置，使本实用新型具有稳定性好、工作效率高、成本低等优点。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
[0017]参照图1，一种双段式中空纤维膜蒸发器，其包括蒸发器本体I和位于蒸发器本体内的中心管2，所述蒸发器本体I为双段式结构，包括位于上方的第一段体11和位于下方的第二段体12，第一段体11下部设有第一出液口 13，第二段体上部设有第二出液口 14，第二段体底部设有第三出液口 15，除中心管外，第一段体11与第二段体12之间内部密封；
[0018]所述的中心管自上而下包括上进料部分21、渗透部分22、换热部分23和下进料部分24，所述的上进料部分21和渗透部分22位于第一段体11内，换热部分23和下进料部分24位于第二段体12内，上进料部分21顶部和下进料部分24底部各设有第一进液口 25和第二进液口 26，上进料部分21与渗透部分22内部不连通，换热部分23与下进料部分24内部不连通，上进料部分21和下进料部分24管壁分别开有分散孔27，上进料部分21和渗透部分22包覆有微孔中空纤维膜，所述微孔中空纤维膜为聚四氟乙烯(PTFE)疏水膜，其膜丝外径为0.3mm，内径为0.2mm，厚度为0.05mm，孔径为0.1 μπι ;下进料部分24和换热部分23包覆有无孔中空纤维膜，所述无孔中空纤维膜为无孔聚醚醚酮(PEEK)膜，其膜丝外径为
0.5mm，内径为0.4mm，厚度为0.05mm,该膜不透气不透水，导热性能优异；所述的微孔中空纤维膜与无孔中空纤维膜膜管内侧互通，膜管外侧不互通，第三出液口 15与无孔中空纤维膜膜管内侧连通；所述的中心管上进料部分和下进料部分为空心结构，渗透部分和换热部分为实心结构。
[0019]所述的第二出液口 14与第一进液口 25之间设有换热器3，所述换热器为板框换热器。
[0020]本实用新型工作原理如下:
[0021](I)新鲜氧化氢溴酸富集液从第二进液口 26进入中心管，经中心管分散孔27分散到无孔中空纤维膜膜管外侧膜壁上，与膜管内侧的溴蒸汽换热后，从第二出液口 14进入换热器；
[0022](2)经换热器3补热后升温到50?70°C，氧化氢溴酸富集液由第一进液口 25再进入中心管，经中心管分散孔分散到中心管渗透部分22的微孔中空纤维膜(PTFE膜)外侧膜壁上；
[0023](3)在负压情况下，根据亨利定律和道尔顿定律，溴蒸汽从PTFE膜孔透过到膜壁内侧(微孔中空纤维膜与中心管之间)。由于微孔中空纤维膜与无孔中空纤维膜膜管内侧互通，溴蒸汽进入中心管换热部分23的无孔中空纤维膜PEEK膜管内侧(无孔中空纤维膜与中心管之间)，与步骤(I)新鲜氧化氢溴酸富集液换热后冷凝，冷凝后的溴素从第三出液口 15流出，收集，储存；
[0024](4)氧化氢溴酸脱除液(溴含量含量在1%以下)，从第一出液口 13排出。
【主权项】
1.一种双段式中空纤维膜蒸发器，其特征在于:其包括蒸发器本体和位于蒸发器本体内的中心管，所述蒸发器本体为双段式结构，包括位于上方的第一段体和位于下方的第二段体，第一段体下部设有第一出液口，第二段体上部设有第二出液口，第二段体底部设有第三出液口，除中心管外，第一段体与第二段体之间内部密封； 所述的中心管自上而下包括上进料部分、渗透部分、换热部分和下进料部分，所述的上进料部分和渗透部分位于第一段体内，换热部分和下进料部分位于第二段体内，上进料部分顶部和下进料部分底部各设有第一进液口和第二进液口，上进料部分与渗透部分内部不连通，换热部分与下进料部分内部不连通，上进料部分和下进料部分管壁分别开有分散孔，上进料部分和渗透部分包覆有微孔中空纤维膜，下进料部分和换热部分包覆有无孔中空纤维膜，所述的微孔中空纤维膜与无孔中空纤维膜膜管内侧互通，膜管外侧不互通，第三出液口与无孔中空纤维膜膜管内侧连通； 所述的第二出液口与第一进液口之间设有换热器。
2.根据权利要求1所述的双段式中空纤维膜蒸发器，其特征在于:所述换热器为板框换热器。
3.根据权利要求1所述的双段式中空纤维膜蒸发器，其特征在于:所述微孔中空纤维膜的膜丝外径为0.3mm，内径为0.2mm，厚度为0.05mm。
4.根据权利要求1所述的双段式中空纤维膜蒸发器，其特征在于:所述无孔中空纤维膜的膜丝外径为0.5mm，内径为0.4mm，厚度为0.05mm。
5.根据权利要求1所述的双段式中空纤维膜蒸发器，其特征在于:所述的中心管上进料部分和下进料部分为空心结构，渗透部分和换热部分为实心结构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种双段式中空纤维膜蒸发器，其包括蒸发器本体和位于蒸发器本体内的中心管，所述蒸发器本体为双段式结构，包括位于上方的第一段体和位于下方的第二段体，第一段体下部设有第一出液口，第二段体上部设有第二出液口，第二段体底部设有第三出液口，除中心管外，第一段体与第二段体之间内部密封；所述的中心管自上而下包括上进料部分、渗透部分、换热部分和下进料部分，上进料部分顶部和下进料部分底部各设有第一进液口和第二进液口，所述的第二出液口与第一进液口之间设有换热器。本实用新型结构简单，设计合理，双段式结构的设置，使本实用新型具有稳定性好、工作效率高、成本低等优点。
【IPC分类】B01D61-36
【公开号】CN204447771
【申请号】CN201520021004
【发明人】朱欣峰, 张亮平
【申请人】宁波摩尔森膜环保科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月13日