專利名稱：一種真空或直接接觸兩用的臥式太陽能膜蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜蒸餾裝置，尤其涉及一種利用低品位能源太陽能作為膜蒸餾驅(qū)
動(dòng)力的真空或直接接觸兩用的臥式的膜蒸餾制飲用水裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，中國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占
全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，
僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧
乏的國家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國600多個(gè)城市中有一半以上城市不同程度缺水，沿海城市也不
例外，甚至更為嚴(yán)重。目前我國城市供水以地表水或地下水為主，或者兩種水源混合使用，
有些城市因地下水過度開采，造成地下水位下降，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗，
使海水倒灌數(shù)十公里。由于工業(yè)廢水的肆意排放，導(dǎo)致80%以上的地表水、地下水被污染。 在一些交通不方便、電力不發(fā)達(dá)的地區(qū)，例如海島、沙漠及偏遠(yuǎn)地區(qū)淡水資源貧
乏的地方，且中西部地區(qū)飲用的地表水多為高礦高氟苦咸水，完全可以利用這些地區(qū)豐富
的太陽能資源和膜蒸餾技術(shù)來為這些地區(qū)提供長期連續(xù)的生活用水和飲用水，這種利用再
生能源既解決能源短缺問題有保護(hù)環(huán)境，對(duì)可持續(xù)利用水資源具有重要意義。 因?yàn)榈厍蛏系暮Ｋ拖趟畠?chǔ)量巨大，約占地球總儲(chǔ)水量的97% 。因此，海水和苦咸
水脫鹽是有效解決淡水資源短缺的方法之一。目前膜蒸餾技術(shù)，尤其是太陽能膜蒸餾技術(shù)
主要在海水淡化和苦咸水、制備產(chǎn)純水等方面可以運(yùn)用。也是由于膜蒸餾技術(shù)具有可在常
壓和稍高于常溫的條件下進(jìn)行分離的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)、而且膜蒸餾系統(tǒng)簡單、操作方便。 其中成熟的海水淡化技術(shù)主要可分為蒸餾法和膜法。蒸餾法主要包括多效蒸發(fā)、
多級(jí)閃蒸等，他們可利用廢熱、核能等經(jīng)濟(jì)能源，但設(shè)備體積大、運(yùn)行費(fèi)用高。 反滲透(RO)是應(yīng)用最廣泛的膜法海水淡化技術(shù)，其過程中需要加高壓，目前最佳
值雖已降至5. 0 5. 5MPa以下，但這意味著仍需消耗較大能量，且對(duì)設(shè)備和膜的要求都較
嚴(yán)格。同時(shí)RO技術(shù)對(duì)水質(zhì)有較高要求，海水必須經(jīng)過各種形式預(yù)處理，除去海水中的油污、
顆粒、菌藻，使其接近純凈鹽水標(biāo)準(zhǔn)。膜材定期清洗，消除堵塞、污染、結(jié)垢，這些都是要求很
嚴(yán)的復(fù)雜工作。因此，膜法海水淡化技術(shù)-膜蒸餾(Membrane Distillation,MD)得到越來
越多研究者的關(guān)注。 膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜以膜兩側(cè)蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜過程。與其
他膜過程相比，膜蒸餾具有可在常壓和稍高于常溫的條件下進(jìn)行分離的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以充
分利用太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、工業(yè)余熱和廢熱等經(jīng)濟(jì)能源，且設(shè)備簡單、操作方便。 迄今為止膜通量低依舊是阻礙膜蒸餾大規(guī)模應(yīng)用的主要因素。分析其深層次的原
因主要有以下幾個(gè)方面 1.傳統(tǒng)膜蒸餾用膜通量低、易污染，因此制備耐污染的高通量膜蒸餾用膜的研究 有待進(jìn)一步深入。 2.傳統(tǒng)膜蒸餾組件傳質(zhì)、傳熱性能較差，因此膜組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步優(yōu)化。
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近幾年來，太陽能膜蒸餾技術(shù)得到了較快的發(fā)展，我國有關(guān)太陽能膜蒸餾方面的 專利不斷被公開和授權(quán) 張信榮；任建勛等人(專利名稱利用太陽能或廢熱的膜蒸餾式水處理裝置；公 開號(hào)CN1396120 ;
公開日期2003.02. 12)發(fā)明了一種屬于熱能利用、水處理以及環(huán)保技術(shù)
領(lǐng)域，包括膜組件、太陽能集熱器或廢熱集熱器、一個(gè)以上的循環(huán)泵及其驅(qū)動(dòng)裝置以及連接
各部件的管路；分別構(gòu)成了原料液的回路，蒸餾液側(cè)的回路，以及原料液的補(bǔ)充管路。該發(fā)
明可以連續(xù)地處理原料液，源源不斷地得到生活及飲用水；還可以省去電加熱，無需任何電
耗；并且可以利用換熱器回收冷凝潛熱，大大減小所需太陽能集熱器的規(guī)模。 田瑞；楊曉宏等人(專利名稱一種太陽能膜蒸餾系統(tǒng)；專利號(hào)200520005444 ;
公開日期2006年09月27日)提供一種太陽能膜蒸餾系統(tǒng)實(shí)用新型發(fā)明，包括熱工質(zhì)加
熱系統(tǒng)、膜組件、冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和連接各部件的管路，其中在所述熱工質(zhì)加熱
系統(tǒng)中加入熱太陽能加熱系統(tǒng)、冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)采用太陽能冷卻系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用太陽
能發(fā)電系統(tǒng)。這樣可以利用太陽能加熱和冷卻工質(zhì)、驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵工作，節(jié)約了大量的電能；
太陽能是一種清潔能源，可以保護(hù)環(huán)境，使得太陽能資源得到了有效的利用。
田瑞；楊曉宏等人(專利名稱一種便攜式太陽能膜蒸餾海水淡化裝置；專利號(hào)
CN1827532 ;
公開日期2006.09.06)發(fā)明為一種便攜式太陽能膜蒸餾海水淡化裝置，該裝
置包括海水容器，所述海水容器的底面為疏水性膜，與海水容器的周邊密封連接，所述疏
水性膜的下方相隔一定的間隙設(shè)置一冷卻板，該冷卻板上有淡水出口，所述間隙為空氣隙， 海水容器設(shè)有進(jìn)水管，該海水容器設(shè)有太陽能加熱裝置。放置在海面上使用時(shí)，還可包括一 漂浮裝置，該裝置傾斜漂浮在海面上，充分吸收太陽能。該裝置應(yīng)用了空氣隙膜蒸餾原理，
充分利用了海島地區(qū)豐富的太陽能資源和海水資源；結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶、成本低，給海島 地區(qū)的居民和保衛(wèi)海島的戰(zhàn)士的工作生活帶來極大的方便。 周先桃；潘家禎(專利名稱一種膜蒸餾水處理裝置；公開號(hào)CN201049894 ;公開 日期2008. 04. 23)發(fā)明一種膜蒸餾水處理裝置，其特征在于包括原料液進(jìn)口管路、膜側(cè)原 料液室、原料出口管路、疏水性微孔膜組件、膜側(cè)蒸餾液室和蒸餾液出口管路；所述的膜側(cè) 原料液室中與微孔膜組件相對(duì)應(yīng)的間壁的外側(cè)是與環(huán)境相接觸的干壁面，膜側(cè)蒸餾液室中 與微孔膜組件相對(duì)應(yīng)的間壁的外側(cè)是與環(huán)境相接觸的濕壁面。該裝置自動(dòng)從環(huán)境中獲取熱 量來加熱原料液，自動(dòng)從環(huán)境中獲取冷源來冷卻蒸餾液，不需要人為地為裝置的運(yùn)行提供 能源；該裝置可以連續(xù)地處理原料液，源源不斷地得到蒸餾液；該裝置不僅可以在沒有太 陽的情況下運(yùn)行，也可以在夜間運(yùn)行；既可以小規(guī)模分散實(shí)施，也可以集成化應(yīng)用。
目前經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的太陽能熱水器已經(jīng)普遍使用，但受季節(jié)的影響，在夏天時(shí) 太陽能的利用率不高，大量獲得的熱能不能得到有效的利用，本發(fā)明的太陽能膜組件可與 目前大量使用的光熱集熱器連用，特別是賓館，飯店，學(xué)校等大規(guī)模太陽能集熱器相連接， 匹配使用，用于純凈水的制備。給利用太陽能制備純凈水提供了空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種膜通量高、產(chǎn)水成本低、膜可更換且能夠大規(guī)模應(yīng)用的臥式兩 用太陽能中空纖維膜膜蒸餾裝置。 —種真空或直接接觸兩用的臥式太陽能膜蒸餾裝置，包括膜組件、熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)和冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)，其中熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)為太陽能集熱儲(chǔ)水器、膜組件熱水入口 、膜組件 熱水出口、熱側(cè)循環(huán)泵組成的熱側(cè)回路；冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)為膜組件冷凝水出口、換熱器、冷 凝水收集器、冷側(cè)控制閥門、冷側(cè)循環(huán)泵、冷凝水入口組成的冷側(cè)回路，并且，冷凝水收集器 通過真空控制閥門與真空泵連通。 所述膜組件包含若干根單支膜元件，單支膜元件嵌入到帶有嵌入槽的法蘭式封頭
中密封固定，在膜組件的中段設(shè)有隔離板，單支膜元件之間利用隔離板隔開，內(nèi)部膜組件的
分散有助于膜蒸餾的過程的轉(zhuǎn)熱，傳質(zhì)，提高膜蒸餾的效率；此中間隔離板的作用亦可使中
段的中空纖維膜保持與原料液流體方向平行，不至于太彎曲影響膜蒸餾的效率。單支膜元
件另一端也同樣插入法蘭式封頭的嵌入槽中，套上外殼，然后兩端套上封蓋。 所述的單支膜元件由多孔疏水性中空纖維膜組成，多孔疏水性中空纖維膜采用分
散網(wǎng)格分散，以使在膜蒸餾過程中，透過膜孔的水蒸氣不擴(kuò)散到鄰近的中空纖維膜壁上去。 所述的單支膜元件嵌入到帶有嵌入槽的法蘭式封頭中密封固定方法為在嵌入槽
中嵌入橡皮墊圈，然后把單支膜元件的封頭擠壓入嵌入槽中。另一頭采用相同的橡皮墊圈
擠壓固定的方法。這種單支膜元件嵌入到帶有嵌入槽的法蘭式封頭中密封固定方法是可拆
卸式的，也即如果單支膜元件存在斷絲、泄漏、膜孔堵塞等情況發(fā)生時(shí)，可以拆卸并更換。 按以上操作，整個(gè)組件中可以嵌入若干根同樣規(guī)格的單支膜元件，使單支膜元件
之間保持良好的空間間隙，有利于膜蒸餾的轉(zhuǎn)熱，轉(zhuǎn)質(zhì)過程，提高膜蒸餾的效率。膜組件在
裝置運(yùn)行時(shí)可以保持良好的密封性，組件分散性好，單組件體積小，重量輕，與組件封頭，外
殼易拆分，提高了封裝效率，方便組件的維護(hù)，更換。 多孔疏水性中空纖維膜的材料為一些傳統(tǒng)的中空纖維膜聚合物，如聚丙烯，聚 砜，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯等，本發(fā)明優(yōu)選的是聚丙烯和聚偏氟乙烯。多孔疏水性中空纖 維膜內(nèi)徑為0. 1 2mm，外徑為0. 6 2. 8mm，壁厚0. 1 0. 3mm，中空纖維膜壁的空隙率 50 85%，最大孔徑0. 1-1. Oiim，單根膜組件長度50 100cm。 膜束分散的方式不僅通過減少單支膜元件封裝的中空纖維膜根數(shù)，而且采用了特 殊的網(wǎng)格來分散單支膜元件中中空纖維膜，及采用隔離板使單支膜元件與單支膜元件之間 保持良好的空間間隙，保證中空纖維膜不過度下垂彎曲，起到很好的分散膜束的效果。
裝置中還包含一些優(yōu)化裝置的控制閥門、流量計(jì)、溫度計(jì)等，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì) 需要設(shè)置。 此種太陽能膜蒸餾臥式兩用傳質(zhì)的制備飲用水工藝過程為 1.有原水提供水源，原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器被加熱成一定溫度的熱水后進(jìn)入 膜組件中，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分蒸汽透過膜孔，熱水在循環(huán)泵的作用下流 回太陽能集熱儲(chǔ)水器內(nèi)，構(gòu)成了熱側(cè)熱水循環(huán)回路；在冷側(cè)，打開真空控制閥門，關(guān)閉冷側(cè) 控制閥門，此時(shí)利用真空泵抽吸，透過膜的水蒸氣快速經(jīng)過冷凝器液化后被收集在冷凝水 收集器中，通過收集器可以隨時(shí)取水檢測(cè)水質(zhì)。此冷側(cè)系統(tǒng)就為冷側(cè)提供低壓冷凝收集冷 凝水式膜蒸餾系統(tǒng)(真空膜蒸餾)。 2.有原水提供水源，原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器后被加熱一定溫度的熱水后進(jìn)入 膜組件中，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分蒸汽透過膜孔，熱水在循環(huán)泵的作用下流 回太陽能集熱儲(chǔ)水器，構(gòu)成了熱側(cè)回路；在冷側(cè)，關(guān)閉真空控制閥門，打開冷側(cè)控制閥門，此 時(shí)利用冷側(cè)循環(huán)泵，在冷側(cè)形成冷卻循環(huán)水，透過膜的水蒸氣快速經(jīng)過循環(huán)冷卻水及冷凝
5器冷卻后進(jìn)入循環(huán)水中，在冷凝水收集器中液位均勻升高此構(gòu)成冷側(cè)回路，通過收集器可以隨時(shí)取水檢測(cè)水質(zhì)。此冷側(cè)系統(tǒng)就為冷側(cè)提供冷工質(zhì)循環(huán)冷卻膜蒸餾系統(tǒng)(直接接觸式膜蒸餾)。 本發(fā)明裝置采用特殊設(shè)計(jì)的臥式膜組件，水蒸氣可在真空條件下釋放。并且冷側(cè)回路可采用兩種方案，分別是一種是冷側(cè)提供低壓及冷凝器冷卻收集冷凝水；另一種在冷側(cè)進(jìn)出口通過管路于循環(huán)泵組成回路，在冷側(cè)利用冷工質(zhì)直接冷卻收集冷凝水，此裝置把膜蒸餾真空式和直接接觸式兩種方式集合于一體，兩種不同制備飲用水方式轉(zhuǎn)換很靈活，便捷。


圖1為本發(fā)明臥式太陽能膜蒸餾裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 其中，1-太陽能集熱儲(chǔ)水器、2_流量計(jì)、3_膜組件、4_熱側(cè)循環(huán)泵、5_換熱器、6-冷凝水收集器、7-冷側(cè)循環(huán)泵、8-流量計(jì)、9-真空泵、10-第一閥門、ll-第二閥門、13-流量控制閥 圖2為膜組件示意圖； 其中，31-嵌入槽、32_膜組件外殼、33_法蘭式封頭、34_封蓋、35熱水入口 、36-單
根膜組件密封膠、37-冷卻水入口 、38-冷卻水出口 、39-多孔疏水性中空纖維膜、310-熱水
出口、311-分隔板 圖3(a)為分隔板示意圖； 圖3 (b)為膜組件嵌入槽和分隔板的六邊形孔的配合 圖3(c)為單根膜組件的中空纖維膜的分散網(wǎng)格示意 圖4為膜組件的剖視圖； 圖5為實(shí)施例1膜組件透過水通量隨進(jìn)口熱水溫度的變化 圖6為實(shí)施例1純凈水電導(dǎo)率隨操作時(shí)間的變化圖； 圖7為實(shí)施例1中8月7日這一天太陽能集熱器熱水顯示溫度，膜組件進(jìn)口與出口熱水顯示溫度的比較圖； 圖8為實(shí)施例1累積透過水通量隨操作時(shí)間的變化圖； 圖9為實(shí)施例1太陽能集熱器熱水溫度與膜蒸餾利用熱量的關(guān)系圖； 圖10為實(shí)施例18. 7 ;8. 11 ;8. 12天中太陽能隨溫度時(shí)間的變化圖； 圖11為實(shí)施例2透過水通量隨出口熱水溫度變化圖； 圖12為實(shí)施例2直接接觸式與真空膜蒸餾的膜組件透過水通量對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的臥式太陽能膜蒸餾裝置，包括膜組件3、熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)和冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)，其中熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)為太陽能集熱儲(chǔ)水器1、流量控制閥13、膜組件熱水入口 35、膜組件熱水出口 310、熱側(cè)循環(huán)泵4組成的熱側(cè)熱水循環(huán)回路；冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)為膜組件冷凝水出口 38、換熱器5、冷凝水收集器6、冷側(cè)控制閥門(第一閥門IO和第二閥門11)、冷側(cè)循環(huán)泵7、流量計(jì)8、冷凝水入口 37組成的冷側(cè)冷凝水循環(huán)回路，并且，冷凝水收集器6通過真空控制閥門12與真空泵9連通。
所述膜組件結(jié)構(gòu)如圖2所示，用分散網(wǎng)格分散適量的多孔疏水性中空纖維膜9用單支膜元件密封膠36封裝成單支膜元件，把單支膜元件嵌入到規(guī)格匹配的嵌入槽31的法蘭式封頭33中，套上膜組件外殼32，再蓋上封蓋34 ;在膜組件3的中段用隔離板311使單個(gè)分散的單支膜元件之間進(jìn)一步分散，膜組件另一端也同樣插入法蘭式封頭中，兩端密封固定。 該裝置制備飲用水工藝流程為 1.有原水提供水源，原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器1后變成一定溫度的熱水，再流經(jīng)流量計(jì)2進(jìn)入膜組件3中，水溫可以通過膜組件進(jìn)口溫度計(jì)觀察得，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分汽化的蒸汽透過膜孔，膜組件3出口處亦有溫度計(jì)，可以讀取出口出水溫度，然后在熱側(cè)循環(huán)泵4的作用下降溫的熱水流回太陽能集熱儲(chǔ)水器l，構(gòu)成了熱側(cè)熱水循環(huán)回路；在冷側(cè)，打開真空控制閥門12，關(guān)閉第一閥門IO和第二閥門11，此時(shí)利用真空泵9抽吸，透過膜的水蒸氣經(jīng)過熱交換器5快速冷卻，液化后被收集在冷凝水收集器6中，通過冷凝水收集器6可以隨時(shí)取水檢測(cè)水質(zhì)。 2.有原水提供水源，原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器1被加熱后變成一定溫度的熱水，再流經(jīng)流量計(jì)2進(jìn)入膜組件3中，水溫可以通過組件進(jìn)口溫度計(jì)觀察得，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分蒸汽透過膜孔，膜組件3出口處亦有溫度計(jì)，可以讀取出口出水溫度，然后在熱側(cè)循環(huán)泵4的作用下降溫的熱水流回到太陽能集熱儲(chǔ)水器l，構(gòu)成了熱側(cè)熱水循環(huán)回路；在冷側(cè)，關(guān)閉真空控制閥門12，打開第一閥門IO和第二閥門ll，此時(shí)利用冷側(cè)循環(huán)泵7，在冷側(cè)形成冷卻循環(huán)水，透過膜的水蒸氣快速經(jīng)過循環(huán)冷卻水及冷凝器5冷卻后進(jìn)入循環(huán)水中，在冷凝水收集器6中液位均勻升高，進(jìn)出口溫度計(jì)和流量計(jì)8可分別檢測(cè)冷卻循環(huán)水循環(huán)進(jìn)出口的溫度和流量，冷側(cè)循環(huán)水的溫度控制在15°C 3(TC，此構(gòu)成冷側(cè)冷凝水循環(huán)的回路，通過冷凝水收集器6可以隨時(shí)取水檢測(cè)水質(zhì)。
實(shí)施例1
太陽能真空膜蒸餾法 熱原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器1被加熱后變成一定溫度的熱水，再流經(jīng)流量計(jì)2 (流量控制在50L/h 200L/h)進(jìn)入膜組件3中，水溫可以通過組件進(jìn)口溫度計(jì)觀察得，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分蒸汽透過膜孔，膜組件出口處亦有溫度計(jì)，可以讀取出口出水溫度，然后在熱側(cè)循環(huán)泵4的作用下流回太陽能集熱儲(chǔ)水器l，構(gòu)成了熱側(cè)循環(huán)；在冷側(cè)，打開真空控制閥門12，關(guān)閉第一閥門IO和第二閥門11，此時(shí)利用真空泵9(真空側(cè)的真空度保持在0. 1Mpa)抽吸，透過膜的水蒸氣快速經(jīng)過冷凝器5液化后被收集在冷凝水收集器6中，冷凝后的純凈水20°C 30°C構(gòu)成冷側(cè)回路。 多孔疏水性中空纖維膜9內(nèi)徑平均為lmm，外徑為1. 5mm，壁厚0. 25mm，孔隙率85%，最大孔徑0. 84iim。 根據(jù)太陽能集熱器吸收太陽能的情況，膜通量在4 18L/m2h之間，若每天可運(yùn)行時(shí)間5 8小時(shí)，可產(chǎn)水總量達(dá)20 100L，每天太陽照射效果比較好的情況下，上午10點(diǎn)至下午4點(diǎn)之間膜蒸餾系統(tǒng)能保持較好的膜通量，產(chǎn)水效率會(huì)比較高，產(chǎn)水電導(dǎo)率低于8ii s/cm。 真空膜蒸餾數(shù)據(jù)如圖5-11所示。
實(shí)施例2
7
太陽能直接接觸法膜蒸餾 熱原水經(jīng)過太陽能集熱儲(chǔ)水器1加熱后變成一定溫度的熱水，再流經(jīng)流量計(jì)2 (流量控制在50L/h 200L/h)進(jìn)入膜組件3中，水溫可以通過組件進(jìn)口溫度計(jì)觀察得，熱水沿著膜表面進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，部分蒸汽透過膜孔，膜組件出口處亦有溫度計(jì)，可以讀取出口出水溫度，然后在熱側(cè)循環(huán)泵4的作用下降溫的熱水部分流回太陽能集熱儲(chǔ)水器，構(gòu)成了熱側(cè)熱水循環(huán)回路；在冷側(cè)，關(guān)閉真空控制閥門12，打開第一閥門IO和第二閥門ll，此時(shí)利用冷側(cè)循環(huán)水泵7，在冷側(cè)形成冷卻循環(huán)水，透過膜的水蒸氣快速經(jīng)過循環(huán)冷卻水及冷凝器5冷卻后進(jìn)入循環(huán)水中，在冷凝水集水器6中液位均勻升高，進(jìn)出口溫度計(jì)和流量計(jì)8可分別檢測(cè)冷卻循環(huán)水循環(huán)進(jìn)出口的溫度和流量，冷側(cè)循環(huán)水的溫度控制在15°C 30°C ，此構(gòu)成冷側(cè)冷凝水循環(huán)回路。 膜通量在1. 5 9L/m2h，根據(jù)天氣狀況，太陽光照時(shí)間比較好的情況下，每天運(yùn)行時(shí)間5 8小時(shí)，可產(chǎn)水總量達(dá)10 50L，每天上午10點(diǎn)至下午四點(diǎn)之間膜蒸餾系統(tǒng)能保持較好的膜通量，產(chǎn)水效率會(huì)比較高，產(chǎn)水電導(dǎo)率低于10i! s/cm。
直接接觸式膜蒸餾數(shù)據(jù)如圖12-13所示。
權(quán)利要求
一種真空或直接接觸兩用的臥式太陽能膜蒸餾裝置，包括膜組件、熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)和冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)，其特征在于熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)為太陽能集熱儲(chǔ)水器、膜組件熱水入口、膜組件熱水出口、熱側(cè)循環(huán)泵組成的熱側(cè)回路；冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)為膜組件冷凝水出口、換熱器、冷凝水收集器、冷側(cè)控制閥門、冷側(cè)循環(huán)泵、冷凝水入口組成的冷側(cè)回路，并且，冷凝水收集器通過真空控制閥門與真空泵連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的臥式太陽能膜蒸餾裝置，其特征在于所述膜組件包含若干根 中空纖維膜組成的單支膜元件，單支膜元件兩端由環(huán)氧樹脂或聚氨酯密封，單支膜元件嵌 入到帶有嵌入槽的法蘭式封頭中密封固定，在膜組件的中段設(shè)有隔離板，單支膜元件之間 利用隔離板隔開。
3. 如權(quán)利要求2所述的臥式太陽能膜蒸餾裝置，其特征在于所述的單支膜元件由多 根多孔疏水性中空纖維膜組成，多孔疏水性中空纖維膜之間采用分散網(wǎng)格分散。
4. 如權(quán)利要求3所述的臥式太陽能膜蒸餾裝置，其特征在于所述的多孔疏水性中空 纖維膜的材料為聚丙烯、聚乙烯或聚偏氟乙烯。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的臥式太陽能膜蒸餾裝置，其特征在于所述的多孔疏水性中空纖維膜內(nèi)徑為0. 1 2mm，外徑為0. 6 2. 8mm，壁厚0. 1 0. 3mm，中空纖維膜壁的空 隙率50 85%，最大孔徑0. l-1.0iim。
6. 如權(quán)利要求2所述的臥式太陽能膜蒸餾裝置，其特征在于所述的單支膜元件嵌入 到帶有嵌入槽的法蘭式封頭中密封固定方法為在嵌入槽中嵌入橡皮墊圈，然后把單支膜 元件的封頭擠壓入嵌入槽中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空或直接接觸兩用的臥式太陽能膜蒸餾裝置，包括膜組件、熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)和冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)，熱工質(zhì)加熱系統(tǒng)為太陽能集熱儲(chǔ)水器、膜組件熱水入口、膜組件熱水出口、熱側(cè)循環(huán)泵組成的熱側(cè)回路；冷工質(zhì)冷卻系統(tǒng)為膜組件冷凝水出口、換熱器、冷凝水收集器、冷側(cè)控制閥門、冷側(cè)循環(huán)泵、冷凝水入口組成的冷側(cè)回路，并且，冷凝水收集器通過真空控制閥門與真空泵連通。本發(fā)明裝置把膜蒸餾真空式和直接接觸式兩種方式集合于一體，兩種不同制備飲用水方式轉(zhuǎn)換很靈活，便捷。
文檔編號(hào)C02F1/14GK101693559SQ200910154019
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者張 林, 王樹源, 王靖華, 程麗華, 酈青, 陳小潔, 陳歡林 申請(qǐng)人:浙江大學(xué);