[实用新型]膜组件和膜蒸馏系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及膜蒸馏技术领域，特别涉及一种膜组件和膜蒸馏系统。 

背景技术

我国中西部的内蒙、甘肃、宁夏等地区太阳能资源十分丰富。但是这些地区水资源比较缺乏，饮用的地表水多为高矿高氟苦咸水，而且偏远地区常规能源比较缺乏，因此，可以充分利用太阳能资源采用膜蒸馏技术净化苦咸水，特别是对于一些交通、电力都不发达的偏远地区具有良好的社会效益和经济效益。 

其中，气隙式膜蒸馏（Air Gap Membrane Distillation，AGMD）是将膜分离技术与传统蒸馏技术相结合的一种液体分离技术，其采用高分子微孔膜将膜组件冷热端隔开，利用膜两侧冷热端温差引起的蒸汽压差作为传质推动力，溶液中挥发性组分在疏水膜表面蒸发后透过微孔膜穿过空气隙，经扩散至冷壁冷凝，实现溶液浓缩分离。 

然而，发明人在实现本实用新型的过程中发现，在AGMD膜组件中，冷腔冷壁的冷量一般由机械式制冷模式提供，使得系统结构过大，且耗电量大。为此，需要寻求新的制冷形式以简化系统结构，提高能量利用率。 

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种膜组件和膜蒸馏系统，通过应用热电制冷技术替代压缩机制冷技术，来提高膜通量，降低冷端能耗。 

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案实现的： 

一种膜组件，所述膜组件包括设有冷壁的冷工质容腔、设有膜的热工质容腔，所述膜的渗透侧与所述冷壁之间具有间隙，所述冷工质容腔和所述热工质容腔分别设有进出口，其特征在于，所述膜组件还包括：热电制冷器，所述热电制冷器设置于所述冷工质容腔和所述冷壁之间。 

根据本实用新型的实施例的膜组件的一个方面，所述热电制冷器具有冷端面和热 端面，所述热端面贴附于所述冷工质容腔，所述冷壁贴附于所述冷端面。 

根据本实用新型实施例的膜组件的另一个方面，所述膜组件包括至少两个冷工质容腔和至少一个热工质容腔，并且所述冷工质容腔和热工质容腔成一定的间隔平行设置；并且设置于两个冷工质容腔之间的热工质容腔的两侧均设有所述膜，所述两个冷工质容腔的与所述热工质容腔相邻的一侧设有所述热电制冷器和所述冷壁。 

根据本实用新型实施例的膜组件的再一个方面，，所述膜组件包括至少两个热工质容腔和至少一个冷工质容腔，并且所述冷工质容腔和热工质容腔成一定的间隔平行设置；并且设置于两个热工质容腔之间的冷工质容腔的两侧均设有所述热电制冷器和所述冷壁，所述两个热工质容腔的与所述冷工质容腔相邻的一侧均设有所述膜。 

根据本实用新型实施例的膜组件的又一个方面，所述热电制冷器连接太阳能发电系统，以利用所述太阳能发电系统提供的直流电将热量从所述热电制冷器的冷端面传递到所述热电制冷器的热端面。 

一种膜蒸馏系统，包括：太阳能集换热系统、原液水质预处理系统、空气隙膜蒸馏系统以及太阳能发电系统，其特征在于，所述空气隙膜蒸馏系统包括膜组件，所述膜组件包括设有冷壁的冷工质容腔，设置于所述冷工质容腔和所述冷壁之间的热电制冷器，设有膜的热工质容腔，所述膜的渗透侧与所述冷壁之间具有间隙，所述冷工质容腔和所述热工质容腔分别设有进出口。 

根据本实用新型实施例的膜蒸馏系统的一个方面，所述热电制冷器具有冷端面和热端面，所述热端面贴附于所述冷工质容腔，所述冷壁贴附于所述冷端面。 

根据本实用新型实施例的膜蒸馏系统的另一个方面，所述膜组件包括至少两个冷工质容腔和至少一个热工质容腔，并且所述冷工质容腔和热工质容腔成一定的间隔平行设置；并且设置于两个冷工质容腔之间的热工质容腔的两侧均设有所述膜，所述两个冷工质容腔的与所述热工质容腔相邻的一侧设有所述热电制冷器和所述冷壁。 

根据本实用新型实施例的膜蒸馏系统的再一个方面，所述膜组件包括至少两个热工质容腔和至少一个冷工质容腔，并且所述冷工质容腔和热工质容腔成一定的间隔平行设置；并且设置于两个热工质容腔之间的冷工质容腔的两侧均设有所述热电制冷器和所述冷壁，所述两个热工质容腔的与所述冷工质容腔相邻的一侧均设有所述膜。 

根据本实用新型实施例的膜蒸馏系统的又一个方面，所述热电制冷器连接所述太阳能发电系统，以利用所述太阳能发电系统提供的直流电将热量从所述热电制冷器的 冷端面传递到所述热电制冷器的热端面。