一種膜蒸餾中空纖維膜組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種膜蒸餾中空纖維膜組件，包括：膜殼、第一端蓋、第二端蓋及中空纖維膜絲，還包括：第一連接管、第二連接管、中心管、至少一個(gè)冷凝板，第一端蓋中心設(shè)置有第一連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有原水進(jìn)口，第二端蓋中心設(shè)置有第二連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有濃水出口；中心管設(shè)置在所述膜殼內(nèi)中央，第一連接管一端與中心管相連，另一端伸出第一連接管固定口，第二連接管一端與中心管相連，另一端伸出第二連接管固定口，冷凝板固定在中心管上，中空纖維膜絲裝填在冷凝板、膜殼和中心管形成的空間內(nèi)。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以提高蒸餾的驅(qū)動(dòng)力，大大提高了中空纖維膜組件的通量和產(chǎn)水效率。
【專利說(shuō)明】
一種膜蒸餾中空纖維膜組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及水處理領(lǐng)域，特別涉及一種膜蒸餾中空纖維膜組件。
【背景技術(shù)】
[0002]膜蒸餾技術(shù)是近幾十年得到迅速發(fā)展的一種新型高效的膜分離技術(shù)，它是膜技術(shù)與常規(guī)蒸餾過(guò)程相結(jié)合的產(chǎn)物，它以疏水微孔膜為介質(zhì)，在膜兩側(cè)蒸汽壓差的作用下，料液中揮發(fā)性組分以蒸汽形式透過(guò)膜孔，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。根據(jù)擴(kuò)散到膜另一側(cè)的蒸汽被冷凝的方式，膜蒸餾技術(shù)被分為直接接觸式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾、氣掃式膜蒸餾和真空式膜蒸餾等。膜蒸餾技術(shù)以其能常壓低溫操作、低能耗(可利用廢熱)、占地小和完全排斥溶液中的非揮發(fā)性物質(zhì)(如離子、大分子、固體顆粒)等一系列優(yōu)點(diǎn)，被用于海水脫鹽、非揮發(fā)性物質(zhì)水溶液的濃縮、水溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)的脫除和回收等方面。膜蒸餾技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用為環(huán)保和化工廠的廢物、廢熱利用，以及解決全世界淡水資源緊張?zhí)峁┝撕?jiǎn)單而有效的方法。因此，膜蒸餾技術(shù)越來(lái)越受到研究者的重視。
[0003]在膜蒸餾技術(shù)中采用的膜組件的形式有平板式、卷式、管式和中空纖維式等。其中，由于平板式膜組件易于清洗、檢查和更換，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的膜組件采用平板式。在工業(yè)應(yīng)用中，由于中空纖維膜絲不需要額外支撐部件，邊界層阻力比平板式膜組件小，同時(shí)還具有更大的膜比表面積，生產(chǎn)能力更高，因此，中空纖維膜組件更具有吸引力。
[0004]現(xiàn)有的膜蒸餾中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)一般如圖1所示:包括膜殼01、第一端蓋02、第二端蓋03及中空纖維膜絲08，第一端蓋02及第二端蓋03設(shè)置在膜殼OI的兩端，第一端蓋
02中心設(shè)置有原水進(jìn)口 11，第二端蓋03中心設(shè)置有濃水出口 13，膜殼01上設(shè)置有產(chǎn)水出口09，中空纖維膜絲08裝填在膜殼OI內(nèi)部，固定在膜殼OI兩端，將膜殼OI內(nèi)的空間密封。原水(待處理水)從原水進(jìn)口 11進(jìn)入，流入中空纖維膜絲08內(nèi)，由于中空纖維膜絲08內(nèi)外存在溫度差，揮發(fā)性組分形成蒸汽從中空纖維膜絲08內(nèi)部擴(kuò)散到外側(cè)，產(chǎn)水從產(chǎn)水出口 09流出，其余組分從中空纖維膜絲08內(nèi)部流出，形成濃水從濃水出口 13排出，從而實(shí)現(xiàn)分離目的。由于中空纖維膜絲內(nèi)外的溫度差較小，導(dǎo)致中空纖維膜絲內(nèi)外的蒸汽壓差較小，所以現(xiàn)有的膜蒸餾中空纖維膜組件的通量較低，產(chǎn)水效率低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種膜蒸餾中空纖維膜組件，用于解決現(xiàn)有的膜蒸餾中空纖維膜組件通量低，產(chǎn)水效率低的問(wèn)題。技術(shù)方案如下:
[0006]—種膜蒸餾中空纖維膜組件，包括:膜殼、第一端蓋、第二端蓋及中空纖維膜絲，所述第一端蓋及第二端蓋設(shè)置于所述膜殼的兩端，所述膜殼上設(shè)置有產(chǎn)水出口；其特征在于，還包括:第一連接管、第二連接管、中心管、至少一個(gè)冷凝板；
[0007]所述第一端蓋中心設(shè)置有第一連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有原水進(jìn)口；所述第二端蓋中心設(shè)置有第二連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有濃水出口；
[0008]所述中心管設(shè)置在所述膜殼內(nèi)中央；
[0009]所述第一連接管位于所述第一端蓋內(nèi)，其一端與所述中心管相連，另一端伸出所述第一連接管固定口，并與所述第一連接管固定口密封固定;所述第二連接管位于所述第二端蓋內(nèi)，其一端與所述中心管相連，另一端伸出所述第二連接管固定口，并與所述第二連接管固定口密封固定；
[0010]所述至少一個(gè)冷凝板沿著所述中心管軸線方向固定在所述中心管上；
[0011]所述中空纖維膜絲按照平行于中心管軸線方向裝填在所述至少一個(gè)冷凝板、膜殼和中心管形成的空間內(nèi)，并固定在所述膜殼兩端，且將所述膜殼內(nèi)的空間密封。
[0012]其中，所述中心管上平均分布4-16個(gè)冷凝板。
[0013]其中，所述至少一個(gè)冷凝板的長(zhǎng)度為200-2000毫米，寬度為40-200毫米。
[0014]其中，所述至少一個(gè)冷凝板的形狀包括:平板形、波浪形及折線形。
[0015]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述膜殼上設(shè)置兩個(gè)產(chǎn)水出口。
[0016]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述中空纖維膜絲在所述膜殼兩端通過(guò)環(huán)氧樹脂或聚氨酯固定且將所述膜殼內(nèi)的空間密封。
[0017]本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，在中心管上設(shè)置至少一個(gè)冷凝板，通過(guò)連接管向中心管中通入冷凝水，使冷凝板可以降低中空纖維膜絲外側(cè)的溫度，增大中空纖維膜絲內(nèi)原水與中空纖維膜絲外側(cè)的溫度差，使中空纖維膜絲內(nèi)外的蒸汽壓差增大，進(jìn)而提高蒸餾的驅(qū)動(dòng)力，大大提高了中空纖維膜組件的通量和產(chǎn)水效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現(xiàn)有的膜蒸餾中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種膜蒸餾中空纖維膜組件沿中心軸線方向的剖視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種中心管及冷凝板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]本實(shí)用新型提供了一種膜蒸餾中空纖維膜組件，如圖2所示，可以包括:膜殼01、第一端蓋02、第二端蓋03及中空纖維膜絲08，第一端蓋02及第二端蓋03設(shè)置于膜殼OI的兩端，膜殼OI上設(shè)置有產(chǎn)水出口 09;還包括:第一連接管04、第二連接管05、中心管06、至少一個(gè)冷凝板07，第一端蓋02中心設(shè)置有第一連接管固定口 10，側(cè)壁上設(shè)置有原水進(jìn)口 11;第二端蓋
03中心設(shè)置有第二連接管固定口 12，側(cè)壁上設(shè)置有濃水出口 13;中心管06設(shè)置在膜殼OI內(nèi)中央;第一連接管04位于第一端蓋02內(nèi)，其一端與中心管06相連，另一端伸出第一連接管固定口 10，并與第一連接管固定口 10密封固定;第二連接管05位于第二端蓋03內(nèi)，其一端與中心管06相連，另一端伸出第二連接管固定口 12，并與第二連接管固定口 12密封固定;至少一個(gè)冷凝板07沿著中心管06軸線方向固定在中心管06上；中空纖維膜絲08按照平行于中心管06軸線方向裝填在至少一個(gè)冷凝板07、膜殼01和中心管06形成的空間內(nèi)，并固定在膜殼01兩端，且將膜殼OI內(nèi)的空間密封。
[0024]需要說(shuō)明的是，第一連接管04的一端及第二連接管05的一端分別與中心管06相連相連，應(yīng)當(dāng)理解為:第一連接管04的一端及第二連接管05的一端分別與中心管06的兩端相連。冷凝水從第一連接管04進(jìn)入中心管06，從第二連接管05流出，使固定在中心管06上的至少一個(gè)冷凝板07可以降低中空纖維膜絲08外側(cè)的溫度，使中空纖維膜絲08內(nèi)外的蒸汽壓差增大，進(jìn)而增加所述膜組件的通量和產(chǎn)水效率。
[0025]實(shí)際應(yīng)用中，冷凝板數(shù)量越多，對(duì)中空纖維膜絲外側(cè)的冷卻效果越好，但是，由于中心管和膜殼的大小以及成本和工藝難度等因素的限制，同時(shí)避免浪費(fèi)，冷凝板的數(shù)量以4-16個(gè)最為適宜，可以達(dá)到較理想的降低中空纖維膜絲外側(cè)的溫度的效果。如圖3所示，可以在中心管06上沿中心管06軸線方向平均分布8個(gè)冷凝板07，冷凝板07的平均分布可以使冷凝板07與中空纖維膜絲08更加均勻地進(jìn)行熱交換，使中空纖維膜絲08外側(cè)的溫度可以均勻的被降低，避免冷凝板密集分布在中心管上的一部分位置，造成一些中空纖維膜絲外側(cè)溫度無(wú)法得到降低或者降低不明顯的問(wèn)題，同時(shí)可以防止出現(xiàn)冷凝板密集分布造成浪費(fèi)的現(xiàn)象?？梢岳斫獾氖牵淠?7沿中心管06的軸線方向固定在中心管06上，可以便于中空纖維膜絲08的裝填。
[0026]需要說(shuō)明的是，中空纖維膜絲08的直徑和裝填密度以及所述膜組件的直徑和長(zhǎng)度可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)原水(待處理水)的水質(zhì)和需要達(dá)到的處理效果確定，在此不做具體限定。同樣的，冷凝板07的長(zhǎng)度和寬度也可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所述膜組件的長(zhǎng)度、中心管06的粗細(xì)、原水進(jìn)水溫度、冷凝水流量以及處理效果的不同需要確定，以達(dá)到最好的降低中空纖維膜絲08外側(cè)溫度的效果，實(shí)際應(yīng)用中，冷凝板07的長(zhǎng)度優(yōu)選為200-2000毫米，寬度優(yōu)選為40-200毫米，其中，如圖3所示，冷凝板07的長(zhǎng)度為與中心管06接觸的一側(cè)的尺寸，與其相鄰，不與中心管06接觸的一側(cè)的尺寸為冷凝板07的寬度。
[0027]為了能最大程度地降低中空纖維膜絲08外側(cè)的溫度，增大中空纖維膜絲08內(nèi)外的蒸汽壓差，上述至少一個(gè)冷凝板07除圖3所示的平板形外，還可以采用波浪形、折線形，當(dāng)然并不局限于此?？梢岳斫獾氖牵ɡ诵渭罢劬€形冷凝板與平板形冷凝板相比，可以增大冷凝板和中空纖維膜絲的熱交換面積，從而達(dá)到更好地降低中空纖維膜絲外側(cè)溫度的效果，使中空纖維膜絲內(nèi)外的蒸汽壓差增大，進(jìn)一步提高所述膜組件的通量和產(chǎn)水效率。在實(shí)際應(yīng)用中，冷凝板的形狀可以采用上述任意一種形狀，也可以根據(jù)實(shí)際需要采用兩種或兩種以上形狀。
[0028]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，可以在上述膜殼01上設(shè)置多個(gè)產(chǎn)水出口，如圖2所示，可以在上述膜殼01上設(shè)置兩個(gè)產(chǎn)水出口 09，分別位于膜殼01兩端靠近固定中空纖維膜絲08的位置，這樣可以使擴(kuò)散到中空纖維膜絲08外的蒸汽形成的產(chǎn)水從距離較近的產(chǎn)水出口 09流出，出水效果更好。
[0029]上述中空纖維膜絲08在膜殼01兩端的固定方式可以為通過(guò)環(huán)氧樹脂或聚氨酯固定，當(dāng)然并不局限于此，可以達(dá)到密封固定的效果即可。將中空纖維膜絲08和中心管06密封固定在膜殼01兩端并將膜殼Ol內(nèi)的空間密封，可以保證原水從原水進(jìn)口 11進(jìn)入后，只能流進(jìn)中空纖維膜絲08內(nèi)部，避免原水從縫隙進(jìn)入膜殼01內(nèi)的空間，與產(chǎn)水混合，污染產(chǎn)水，破壞膜蒸餾的分離效果。
[0030]需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0031]本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種膜蒸餾中空纖維膜組件，包括:膜殼、第一端蓋、第二端蓋及中空纖維膜絲，所述第一端蓋及第二端蓋設(shè)置于所述膜殼的兩端，所述膜殼上設(shè)置有產(chǎn)水出口 ；其特征在于，還包括:第一連接管、第二連接管、中心管、至少一個(gè)冷凝板； 所述第一端蓋中心設(shè)置有第一連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有原水進(jìn)口 ；所述第二端蓋中心設(shè)置有第二連接管固定口，側(cè)壁上設(shè)置有濃水出口； 所述中心管設(shè)置在所述膜殼內(nèi)中央； 所述第一連接管位于所述第一端蓋內(nèi)，其一端與所述中心管相連，另一端伸出所述第一連接管固定口，并與所述第一連接管固定口密封固定;所述第二連接管位于所述第二端蓋內(nèi)，其一端與所述中心管相連，另一端伸出所述第二連接管固定口，并與所述第二連接管固定口密封固定； 所述至少一個(gè)冷凝板沿著所述中心管軸線方向固定在所述中心管上； 所述中空纖維膜絲按照平行于中心管軸線方向裝填在所述至少一個(gè)冷凝板、膜殼和中心管形成的空間內(nèi)，并固定在所述膜殼兩端，且將所述膜殼內(nèi)的空間密封。2.如權(quán)利要求1所述的膜組件，其特征在于，所述中心管上平均分布4-16個(gè)冷凝板。3.如權(quán)利要求1所述的膜組件，其特征在于，所述至少一個(gè)冷凝板的長(zhǎng)度為200-2000毫米，寬度為40-200毫米。4.如權(quán)利要求1所述的膜組件，其特征在于，所述至少一個(gè)冷凝板的形狀包括:平板形、波浪形及折線形。5.如權(quán)利要求1所述的膜組件，其特征在于，所述膜殼上設(shè)置兩個(gè)產(chǎn)水出口。6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜絲在所述膜殼兩端通過(guò)環(huán)氧樹脂或聚氨酯固定且將所述膜殼內(nèi)的空間密封。
【文檔編號(hào)】B01D63/02GK205527876SQ201620159442
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】呂賓, 趙金龍, 張強(qiáng), 楊庚, 苗中青, 劉璽
【申請(qǐng)人】北京中環(huán)膜材料科技有限公司, 博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司