一种具有高效内部热回收功能的多效膜蒸馏方法

摘要

本发明涉及一种具有高效内部热回收功能的多效膜蒸馏方法，该膜蒸馏操作过程中，蒸馏液的冷凝热在膜组件内部得到回收。本方法既可以采用冷流体进料，也可以采用热流体进料。在采用冷流体进料时，需要外部提供热源，多效膜蒸馏过程中的造水比为4～20；在采用热流体进料时，不需要外部提供任何热量，且多效膜蒸馏过程中的造水比为4～20。本发明操作条件简单温和，能耗低，造水比高，既可以小规模分散实施，也可以集成化应用，可用于海水淡化、苦咸水淡化、不挥发或半挥发性溶质的水溶液浓缩处理以及环境保护等领域；当用于氯化钠、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸、盐酸、葡萄糖、木糖醇、尿素、甘油、乙二醇、乳酸、乙醛酸、二甲基亚砜、环丁砜等不挥发和半挥发溶质的水溶液的浓缩及反渗透浓水的浓缩时，采用常压蒸汽或热水作热源，最高造水比可达13.7。

主权项

一种具有高效内部热回收功能的多效膜蒸馏方法，其特征在于：步骤是：⑴60～100℃的料液经过中空纤维膜进口进入膜组件的中空纤维膜的内腔，高温料液水分不断蒸发，蒸汽通过中空纤维膜壁上的微孔透过到膜壳腔内的中空纤维膜和中空纤维管的间隙中，并且在温度较低的中空纤维管的外壁上冷凝，蒸汽在中空纤维管的外壁上冷凝的过程中释放的冷凝潜热被中空纤维管中的料液吸收，使中空纤维管中的料液的温度不断升高，同时中空纤维膜侧的料液由于水分的不断蒸发，温度逐渐降低，料液中不挥发和半挥发溶质的浓度也不断地增加，最后从膜组件下端的回水端流出；⑵从膜组件回水端流出的料液温度为20～40℃，通过外部冷却器将料液的温度再降低2～12℃，然后料液返回膜组件回水端进入中空纤维管的内腔；⑶料液在沿着中空纤维管上升的过程中，不断吸收从中空纤维膜侧透过的蒸汽在中空纤维管外壁冷凝的过程中所释放的潜热而致温度逐渐升高，当料液从膜组件的中空纤维管侧上端出口流出时，温度重新升高为57～97℃，在膜壳腔内蒸汽冷凝下来形成的蒸馏液淡水从蒸馏液出口流出并收集；⑷从膜组件的中空纤维管侧上端出口处流出的浓缩液作为新的料液直接进入下一级多效膜蒸馏组件中继续浓缩。