一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種膜蒸發(fā)器，尤其是涉及一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器。
【背景技術】
[0002]中空纖維膜蒸發(fā)器是蒸發(fā)器的一種類型，特點是物料液體沿加熱管壁呈膜狀流動而進行傳熱和蒸發(fā)，優(yōu)點是傳熱效率高，蒸發(fā)速度快，物料停留時間短，因此特別適合熱敏性物質的蒸發(fā)。按照成膜原因及流動方向不同，可分為升膜蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器、刮膜蒸發(fā)器三種類型。中空纖維膜蒸發(fā)器具有生產能力大、效率高、物料受熱時間短等特點，適用于制藥、食品、化工等行業(yè)的稀溶液濃縮。
[0003]溴素是一種重要的基礎化工原料，廣泛的應用于醫(yī)療、感光材料，精細化工等行業(yè)，但是，現(xiàn)有技術中，溴素的年產量僅為70?80萬噸。目前全球溴含量在5?15g/L的高品位鹵水正在逐年減少，因此各國都在研宄如何從低品位鹵水中提取溴，同時，還需要解決降低生產成本等問題。
[0004]現(xiàn)有的提溴方法主要有:空氣吹出法、溶劑萃取法、水蒸氣蒸餾法等。常規(guī)空氣吹出法和水蒸氣蒸餾法的缺點主要在于對鹵水中溴含量的要求比較苛刻，且各方法都具有能耗偏大這一缺陷；而溶劑萃取法對萃取劑的要求太高，不適用于工業(yè)生產。另外，還可以利用膜法進行提溴，但是，提溴過程中所采用的中空纖維膜蒸發(fā)器一般結構較為復雜，具有能耗尚、運彳丁穩(wěn)定性差、效率低等缺陷。
【實用新型內容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型提供了一種結構簡單、穩(wěn)定性好、效率高的雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器。
[0006]一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其包括蒸發(fā)器本體和位于蒸發(fā)器本體內的中心管，所述蒸發(fā)器本體為雙段式結構，包括位于上方的第一段體和位于下方的第二段體，第一段體下部設有第一出液口，第二段體上部設有第二出液口，第二段體底部設有第三出液口，除中心管外，第一段體與第二段體之間內部密封；
[0007]所述的中心管自上而下包括上進料部分、滲透部分、換熱部分和下進料部分，所述的上進料部分和滲透部分位于第一段體內，換熱部分和下進料部分位于第二段體內，上進料部分頂部和下進料部分底部各設有第一進液口和第二進液口，上進料部分與滲透部分內部不連通，換熱部分與下進料部分內部不連通，上進料部分和下進料部分管壁分別開有分散孔，上進料部分和滲透部分包覆有微孔中空纖維膜，下進料部分和換熱部分包覆有無孔中空纖維膜，所述的微孔中空纖維膜與無孔中空纖維膜膜管內側互通，膜管外側不互通，第三出液口與無孔中空纖維膜膜管內側連通；
[0008]所述的第二出液口與第一進液口之間設有換熱器。
[0009]作為優(yōu)選，所述換熱器為板框換熱器。
[0010]作為優(yōu)選，所述微孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.3mm，內徑為0.2mm，厚度為0.05mmo
[0011]作為優(yōu)選，所述無孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.5mm，內徑為0.4mm，厚度為0.05mmo
[0012]作為優(yōu)選，所述的中心管上進料部分和下進料部分為空心結構，滲透部分和換熱部分為實心結構。當然，滲透部分和換熱部分也可采用空心結構，只要在上進料部分與滲透部分之間、下進料部分與換熱部分之間設置擋板以實現(xiàn)“上進料部分與滲透部分內部不連通，換熱部分與下進料部分內部不連通”。
[0013]本實用新型的中空纖維膜蒸發(fā)器為雙段式結構，第一段體中微孔中空纖維膜與第二段體中無孔中空纖維膜的膜管內側互通，膜管外側不互通，無孔中空纖維膜不透氣不透水，導熱性能優(yōu)異。氧化后的氫溴酸富集液導入中空纖維膜蒸發(fā)器第二段體換熱部分，收集部分熱量；把氧化氫溴酸富集液導入換熱器，補熱氫溴酸富集液，控制氫溴酸富集液溫度在50?70°C ;把高溫氧化氫溴酸富集液重新導入中空纖維膜蒸發(fā)器第一段體，高溫氧化氫溴酸富集液走微孔中空纖維膜的膜管外側，在負壓條件下，溴蒸汽透過膜壁，進入膜管內側；溴蒸汽與新鮮氫溴酸富集液逆流換熱降溫，冷凝后得到溴素；冷凝后得到的溴素被真空泵抽出，儲存。
[0014]本實用新型結構簡單，設計合理，雙段式結構的設置，使本實用新型具有穩(wěn)定性好、工作效率高、成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型的保護范圍并不限于此。
[0017]參照圖1，一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其包括蒸發(fā)器本體I和位于蒸發(fā)器本體內的中心管2，所述蒸發(fā)器本體I為雙段式結構，包括位于上方的第一段體11和位于下方的第二段體12，第一段體11下部設有第一出液口 13，第二段體上部設有第二出液口 14，第二段體底部設有第三出液口 15，除中心管外，第一段體11與第二段體12之間內部密封；
[0018]所述的中心管自上而下包括上進料部分21、滲透部分22、換熱部分23和下進料部分24，所述的上進料部分21和滲透部分22位于第一段體11內，換熱部分23和下進料部分24位于第二段體12內，上進料部分21頂部和下進料部分24底部各設有第一進液口 25和第二進液口 26，上進料部分21與滲透部分22內部不連通，換熱部分23與下進料部分24內部不連通，上進料部分21和下進料部分24管壁分別開有分散孔27，上進料部分21和滲透部分22包覆有微孔中空纖維膜，所述微孔中空纖維膜為聚四氟乙烯(PTFE)疏水膜，其膜絲外徑為0.3mm，內徑為0.2mm，厚度為0.05mm，孔徑為0.1 μπι ;下進料部分24和換熱部分23包覆有無孔中空纖維膜，所述無孔中空纖維膜為無孔聚醚醚酮(PEEK)膜，其膜絲外徑為
0.5mm，內徑為0.4mm，厚度為0.05mm,該膜不透氣不透水，導熱性能優(yōu)異；所述的微孔中空纖維膜與無孔中空纖維膜膜管內側互通，膜管外側不互通，第三出液口 15與無孔中空纖維膜膜管內側連通；所述的中心管上進料部分和下進料部分為空心結構，滲透部分和換熱部分為實心結構。
[0019]所述的第二出液口 14與第一進液口 25之間設有換熱器3，所述換熱器為板框換熱器。
[0020]本實用新型工作原理如下:
[0021](I)新鮮氧化氫溴酸富集液從第二進液口 26進入中心管，經中心管分散孔27分散到無孔中空纖維膜膜管外側膜壁上，與膜管內側的溴蒸汽換熱后，從第二出液口 14進入換熱器；
[0022](2)經換熱器3補熱后升溫到50?70°C，氧化氫溴酸富集液由第一進液口 25再進入中心管，經中心管分散孔分散到中心管滲透部分22的微孔中空纖維膜(PTFE膜)外側膜壁上；
[0023](3)在負壓情況下，根據亨利定律和道爾頓定律，溴蒸汽從PTFE膜孔透過到膜壁內側(微孔中空纖維膜與中心管之間)。由于微孔中空纖維膜與無孔中空纖維膜膜管內側互通，溴蒸汽進入中心管換熱部分23的無孔中空纖維膜PEEK膜管內側(無孔中空纖維膜與中心管之間)，與步驟(I)新鮮氧化氫溴酸富集液換熱后冷凝，冷凝后的溴素從第三出液口 15流出，收集，儲存；
[0024](4)氧化氫溴酸脫除液(溴含量含量在1%以下)，從第一出液口 13排出。
【主權項】
1.一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其特征在于:其包括蒸發(fā)器本體和位于蒸發(fā)器本體內的中心管，所述蒸發(fā)器本體為雙段式結構，包括位于上方的第一段體和位于下方的第二段體，第一段體下部設有第一出液口，第二段體上部設有第二出液口，第二段體底部設有第三出液口，除中心管外，第一段體與第二段體之間內部密封； 所述的中心管自上而下包括上進料部分、滲透部分、換熱部分和下進料部分，所述的上進料部分和滲透部分位于第一段體內，換熱部分和下進料部分位于第二段體內，上進料部分頂部和下進料部分底部各設有第一進液口和第二進液口，上進料部分與滲透部分內部不連通，換熱部分與下進料部分內部不連通，上進料部分和下進料部分管壁分別開有分散孔，上進料部分和滲透部分包覆有微孔中空纖維膜，下進料部分和換熱部分包覆有無孔中空纖維膜，所述的微孔中空纖維膜與無孔中空纖維膜膜管內側互通，膜管外側不互通，第三出液口與無孔中空纖維膜膜管內側連通； 所述的第二出液口與第一進液口之間設有換熱器。
2.根據權利要求1所述的雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述換熱器為板框換熱器。
3.根據權利要求1所述的雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述微孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.3mm，內徑為0.2mm，厚度為0.05mm。
4.根據權利要求1所述的雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述無孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.5mm，內徑為0.4mm，厚度為0.05mm。
5.根據權利要求1所述的雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述的中心管上進料部分和下進料部分為空心結構，滲透部分和換熱部分為實心結構。
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙段式中空纖維膜蒸發(fā)器，其包括蒸發(fā)器本體和位于蒸發(fā)器本體內的中心管，所述蒸發(fā)器本體為雙段式結構，包括位于上方的第一段體和位于下方的第二段體，第一段體下部設有第一出液口，第二段體上部設有第二出液口，第二段體底部設有第三出液口，除中心管外，第一段體與第二段體之間內部密封；所述的中心管自上而下包括上進料部分、滲透部分、換熱部分和下進料部分，上進料部分頂部和下進料部分底部各設有第一進液口和第二進液口，所述的第二出液口與第一進液口之間設有換熱器。本實用新型結構簡單，設計合理，雙段式結構的設置，使本實用新型具有穩(wěn)定性好、工作效率高、成本低等優(yōu)點。
【IPC分類】B01D61-36
【公開號】CN204447771
【申請?zhí)枴緾N201520021004
【發(fā)明人】朱欣峰, 張亮平
【申請人】寧波摩爾森膜環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月13日