用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件，由上下蓋板、膜、支撐板和密封墊構(gòu)成，膜與支撐板相互疊合，密封墊置于膜與蓋板之間和支撐板中。蓋板均為框式結(jié)構(gòu)，兩端部板內(nèi)部開有長(zhǎng)方形凹槽，孔上方連接板外部開有圓柱形孔道，上蓋板和下蓋板都只有兩個(gè)孔且呈對(duì)角線交錯(cuò)分布。蓋板兩端開設(shè)有發(fā)散的梳狀槽，并與外部相連。支撐板由多孔底板與中間的網(wǎng)絲疊合而成，多孔底板兩端開有兩個(gè)間隔的長(zhǎng)方形孔，網(wǎng)絲由塑料絲構(gòu)成，底板和網(wǎng)絲之間開有間隔的槽，槽成發(fā)散的梳狀分布。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：膜組件內(nèi)料液均布流動(dòng)阻力小，分離效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工。
【專利說明】
用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件，屬膜蒸餾分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]膜蒸餾是一種結(jié)合蒸發(fā)和膜過程的一種新型膜分離技術(shù)。直接接觸式是膜蒸餾的其中一種形式，熱料液和冷卻水分別接觸于多孔疏水膜的兩側(cè)，熱料液和冷卻水之間的蒸汽壓差是揮發(fā)性組分透過膜從熱料液側(cè)傳遞到冷卻水側(cè)的驅(qū)動(dòng)力，由于膜的疏水性，水溶液不會(huì)從膜孔中穿過。
[0003]膜蒸餾的特點(diǎn)是在接近常壓下操作的，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少的優(yōu)點(diǎn)。膜蒸餾過程是在較低溫度下進(jìn)行的，利用這一特點(diǎn)，可以把工業(yè)廢熱、余熱、太陽(yáng)能等能源應(yīng)用其中，使得膜蒸餾技術(shù)前景廣闊。目前膜蒸餾尚未得到大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，未開發(fā)出高效的膜組件和與之相適應(yīng)的膜蒸餾過程與工藝是其最大的制約因素。膜組件是膜蒸餾過程中最關(guān)鍵的部分，通過設(shè)計(jì)膜組件的結(jié)構(gòu)使其能夠最大限度的克服膜兩側(cè)溶液的溫差極化和濃差極化效應(yīng)，使其具有高滲透通量，是具備最低的成本和最大的收益的有益保障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種板框式膜組件，使直接接觸式膜蒸餾過程中，熱溶液和冷溶液分開，減小流動(dòng)阻力，最大限度提高膜分離效率。
[0005]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件，包括上下蓋板、膜、支撐板和密封墊，膜與支撐板相互疊合，密封墊置于膜與蓋板之間和支撐板中。蓋板分為上蓋板和下蓋板，均為框式結(jié)構(gòu)，兩端部板內(nèi)部開有長(zhǎng)方形凹槽，孔上方連接板外部開有圓柱形孔道，上蓋板和下蓋板都只有兩個(gè)孔且呈對(duì)角線交錯(cuò)分布，長(zhǎng)方形孔寬20?40mm。蓋板兩端開設(shè)有發(fā)散的梳狀槽，槽寬2?6mm，并與外部相連。其中支撐板由多孔底板與中間的網(wǎng)絲疊合而成，多孔底板兩端開有兩個(gè)間隔的長(zhǎng)方形孔，兩孔間隔30?60mm，網(wǎng)絲由直徑為
0.3?1.5mm的塑料絲構(gòu)成，孔隙率為50?95%。底板和網(wǎng)絲之間開有間隔的槽，槽寬2?6mm，槽成發(fā)散的梳狀分布。多孔底板與網(wǎng)絲之間用焊接或粘結(jié)進(jìn)行密封，確保網(wǎng)絲頭不暴露，多孔底板厚度為0.5?3.0mm。密封墊分為兩種，密封墊A和密封墊B，密封墊兩端開有間隔的長(zhǎng)方形孔，孔寬20?40mm，兩孔間隔30?60mm，密封墊厚度0.5?2.0mm。
[0006]上述密封墊的另一種結(jié)構(gòu)形式為兩端部同上，中間部分為空，空部開設(shè)在對(duì)應(yīng)的支撐板網(wǎng)絲部分。
[0007]使用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件，可以使熱溶液和冷溶液分開，加寬料液流道，消除死角，故流體的流動(dòng)阻力小，分布均勻，分離性能好，而且整個(gè)膜組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工和組裝。
【附圖說明】
:
[0008]圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的板框式膜組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1的剖面圖。
[0010]圖3是本實(shí)用新型的板框式膜組件中支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是圖3的側(cè)視圖。
[0012]圖5是本實(shí)用新型的板框式膜組件中密封墊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖6是圖5的側(cè)視圖。
[0014]圖7是密封墊的另一種結(jié)構(gòu)形式。
[0015]圖8是圖7的側(cè)視圖。
[0016]圖9(a)是上蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)是上蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖10是圖9的剖面圖，(a)是上蓋板A-A'的剖面圖，(b)是上蓋板B-B'的剖面圖，(C)是上蓋板C-C'的剖面圖，(d)是上蓋板D-D'的剖面圖。
[0018]下面結(jié)合附圖，對(duì)本【實(shí)用新型內(nèi)容】作詳細(xì)介紹。
[0019]圖1?圖10中，I是膜組件內(nèi)料液流道，2是板框式膜組件，3是熱料液通道，4是冷卻水通道，5是圓柱形進(jìn)出液孔道，6是網(wǎng)絲，7是膜，8是蓋板，9是密封墊，10是支撐板，11是熱料液入□，12是冷卻水入□，13是冷卻水出□，14是熱料液出□，15是多孔底板，16是發(fā)散的梳狀槽，17是孔，18是密封墊中部為空部分，19是上蓋板，20是下蓋板。
[0020]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的膜組件由上蓋板(18)、密封墊(9)、膜(7)、支撐板(10)、下蓋板
(19)等疊合而成，在膜組件的兩端各有兩個(gè)圓柱形孔(圖1)，分別為交錯(cuò)分布在兩端的是熱料液通道(3)和冷卻水通道(4)。支撐板由兩個(gè)多孔底板(15)、密封墊(9)和中間網(wǎng)絲(6)組成，多孔底板(15)與密封墊(9)之間的發(fā)散型梳狀槽(16)構(gòu)成熱料液和冷卻水進(jìn)入膜組件流道的通道。圖2是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的板框式膜組件的剖面圖，如圖2所示，熱料液從熱料液入口(11)通過下蓋板(19)的發(fā)散梳狀槽(16)進(jìn)入蓋板與支撐板(10)之間的熱料液流道，流經(jīng)膜面，從上蓋板(18)另一端的發(fā)散型梳狀槽(16)流出進(jìn)入熱料液通道(3)，最終從熱料液出口(14)流出，揮發(fā)性組分透過膜，進(jìn)入支撐板(10)中，隨著冷卻水的流動(dòng)，流出支撐板
(10)；冷卻水從冷卻水入口( 12)經(jīng)過熱料液流道從支撐板(10)中兩塊多孔底板的梳狀槽
(16)進(jìn)入支撐板(10)中，并從支撐板(10)另一端流出進(jìn)入冷卻水通道(4)，最終從冷卻水出口( 13)流出；熱料液和冷卻水都是具有一定流速循環(huán)流動(dòng)的。
[0021]如圖3和圖4所示，支撐板(10)由多孔底板(15)、密封墊(9)和中間網(wǎng)絲(6)組成，多孔底板(I5)由有機(jī)玻璃制成，中間網(wǎng)絲(6)由塑料絲制成。支撐板厚度為1.5?8.0mm，底板上的發(fā)散型梳狀槽槽寬2?6mm，長(zhǎng)方形孔上兩槽間隔2mm?8mm，另一端上兩槽間隔4mm?30mm，槽長(zhǎng)度大小不等且隨多孔底板大小而定。密封墊(9)由彈性材料制成，厚度為0.5?2.0mm(如圖5所示，圖6為其側(cè)視圖)。支撐板左右兩端各開有兩個(gè)規(guī)格相等的長(zhǎng)方形孔，梳狀槽只開在熱料液通道或冷卻水通道，且在兩端呈對(duì)角線交錯(cuò)分布，支撐板上下兩塊多孔底板呈相反位置疊放，即一端中熱料液通道和冷卻水通道對(duì)應(yīng)著冷卻水通道和熱料液通道，多孔底板的兩面都有發(fā)散型梳狀槽，使熱料液和冷卻水分開且各自進(jìn)入相應(yīng)流道。
[0022]密封墊(9)的另一種結(jié)構(gòu)形式如圖7所示，圖8為圖7的側(cè)視圖，密封墊中部空的部分對(duì)應(yīng)著中間網(wǎng)絲部分，規(guī)格尺寸與板框式膜組件規(guī)格一致。
[0023]蓋板的結(jié)構(gòu)如圖9所示，蓋板有上蓋板(18)和下蓋板(18)(如圖9a、b所示)之分，上蓋板和下蓋板內(nèi)部為長(zhǎng)方形凹槽，外部都連通兩個(gè)圓柱形孔，上蓋板(18)的兩個(gè)孔為熱料液出口(14)和冷缺水出口(13)，下蓋板(19)為熱料液入口(11)和冷卻水入口(12)，入口與出口呈對(duì)角線交錯(cuò)分布。蓋板兩端有和多孔底板一樣的發(fā)散型梳狀槽，槽寬、兩槽間距和槽長(zhǎng)度都與支撐板中多孔底板一樣。
[0024]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是:膜組件外形尺寸為長(zhǎng)500mm，寬250mm，長(zhǎng)方形孔寬20，兩孔間隔50mm，槽寬2mm，長(zhǎng)方形孔上兩槽間隔2mm，另一端上兩槽間隔5mm，密封墊厚2.0mm0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于直接接觸式膜蒸餾過程的板框式膜組件，包括上下蓋板、膜、支撐板和密封墊，膜與支撐板相互疊合，密封墊置于膜與蓋板之間和支撐板中；蓋板分為上蓋板和下蓋板，均為框式結(jié)構(gòu)，兩端部板內(nèi)部開有長(zhǎng)方形凹槽，孔上方連接板外部開有圓柱形孔道，上蓋板和下蓋板都只有兩個(gè)孔且呈對(duì)角線交錯(cuò)分布，長(zhǎng)方形孔寬20?40mm;蓋板兩端開設(shè)有發(fā)散的梳狀槽，槽寬2?6mm，并與外部相連;其中支撐板由多孔底板與中間的網(wǎng)絲疊合而成，多孔底板兩端開有兩個(gè)間隔的長(zhǎng)方形孔，兩孔間隔30?60mm，網(wǎng)絲由直徑為0.3?1.5mm的塑料絲構(gòu)成，孔隙率為50?95% ;底板和網(wǎng)絲之間開有間隔的槽，槽寬2?6mm，槽成發(fā)散的梳狀分布;多孔底板與網(wǎng)絲之間用焊接或粘結(jié)進(jìn)行密封，確保網(wǎng)絲頭不暴露，多孔底板厚度為0.5?3.0mm。2.如權(quán)利要求1所述的板框式膜組件，其特征在于密封墊兩端開有間隔的長(zhǎng)方形孔，孔寬20?40mm，兩孔間隔30?60mm，密封墊厚度0.5?2.0mm。3.如權(quán)利要求1所述的板框式膜組件，其特征在于密封墊的另一種結(jié)構(gòu)形式為兩端部開有間隔的長(zhǎng)方形孔，中間部分為空，空部開設(shè)在對(duì)應(yīng)的支撐板網(wǎng)絲部分。
【文檔編號(hào)】B01D61/36GK205598975SQ201620416581
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】贠延濱, 高俊宇
【申請(qǐng)人】北京林業(yè)大學(xué)