本發(fā)明屬于膜組件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中空纖維納濾膜組件。

背景技術(shù)：

膜分離技術(shù)是一種新型高效、精密分離技術(shù)，具有高效分離、設(shè)備簡(jiǎn)單、節(jié)能、常溫操作、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域眾多行業(yè)。與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比具有節(jié)能、高效、高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。

但由于實(shí)際使用過(guò)程中濃差極化問(wèn)題的存在，嚴(yán)重影響膜系統(tǒng)的分離精度和分離速率，為降低濃差極化的影響一般采用增大液體流速、間歇運(yùn)行、非穩(wěn)態(tài)供液或多段串聯(lián)等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。

然而現(xiàn)有降低濃差極化技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：?jiǎn)渭冊(cè)龃蠊┮核俣葧?huì)顯著增大能耗，間歇運(yùn)行則顯著降低運(yùn)行效率，而非穩(wěn)態(tài)供液或多段串聯(lián)需要更為復(fù)雜的裝置和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，且不能從根本上解決濃差極化導(dǎo)致的問(wèn)題。以上技術(shù)均提高了運(yùn)行系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本，由此可見(jiàn)上述技術(shù)仍有諸多缺失和不足，實(shí)非優(yōu)良的設(shè)計(jì)，而亟待加以改良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新型中空纖維納濾膜組件。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案為：

一種中空纖維納濾膜組件，包括膜殼、設(shè)置在氣液通道中的用以過(guò)濾的膜絲單元、用以分隔氣液通道的導(dǎo)流板以及設(shè)置在所述的膜殼兩端的樹(shù)脂澆筑形成的固定層；所述的膜絲單元以及導(dǎo)流板均設(shè)置與所述的膜殼內(nèi)部；所述的導(dǎo)流板上設(shè)有供氣液通過(guò)的導(dǎo)流孔；所述膜殼的上下兩側(cè)分別設(shè)有氣液進(jìn)口以及氣液排放口；左右兩端設(shè)有氣液產(chǎn)出口。

所述的導(dǎo)流板數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，所述的氣液進(jìn)口以及氣液排放口設(shè)置在所述的膜殼兩端的同一端；所述的導(dǎo)流板數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，所述的氣液進(jìn)口以及氣液排放口分別設(shè)置在所述的膜殼兩端。

相鄰兩塊所述的導(dǎo)流板上的導(dǎo)流孔的位置處于相向遠(yuǎn)離的兩端。

當(dāng)膜絲單元的通量f≥100l/(m²*h)時(shí)可以不設(shè)置導(dǎo)流板，當(dāng)100≥f≥10l/(m²*h)時(shí)導(dǎo)流板數(shù)設(shè)定在1-4之間，當(dāng)f≤10l/(m²*h)時(shí)導(dǎo)流板數(shù)≥5。

當(dāng)膜絲單元斷裂強(qiáng)力≤300cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離≥6cm；斷裂強(qiáng)力在300-600cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離為3-6cm；斷裂強(qiáng)力≥600cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離≤3cm。

所述的導(dǎo)流板平行等間距均勻設(shè)置或者平行非等間距排列。

所述的導(dǎo)流板為縱橫交叉設(shè)置；縱橫交叉設(shè)置下形成的各個(gè)流道區(qū)域?yàn)橐来未?lián)，或者為串聯(lián)與并聯(lián)組合。

所述的導(dǎo)流板為平面或曲面結(jié)構(gòu)。

所述的導(dǎo)流板表面可以是光滑的，也可以設(shè)置凸起或凹槽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的方法通過(guò)導(dǎo)流板在膜殼內(nèi)部分隔成多個(gè)氣液通道，在不改變系統(tǒng)供液速率的前提下，縮小流體的截面積，進(jìn)而使得過(guò)濾膜元件表面的流體流速增加，極大程度的降低膜表面與液體界面處的介質(zhì)濃度，進(jìn)而顯著境地降低濃差極化對(duì)膜分離過(guò)程的影響，提升膜分離效率和降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。同時(shí)，當(dāng)待過(guò)濾介質(zhì)為非氣態(tài)物質(zhì)時(shí)，在組件初始運(yùn)行時(shí)需排空組件內(nèi)的氣體，導(dǎo)流板和導(dǎo)流孔的設(shè)置均能夠保證多余氣體的有效排除。

使用導(dǎo)流板將膜殼截面分隔成若干的相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域：所述的導(dǎo)流板數(shù)目為大于1的奇數(shù)，即當(dāng)分各區(qū)域的數(shù)目為m(m為大于1的偶數(shù))時(shí)，氣液進(jìn)口以及氣液排放口在膜殼兩端的同一側(cè)；所述的導(dǎo)流板數(shù)目為大于1的偶數(shù)，即當(dāng)分各區(qū)域的數(shù)目為h(h為大于1的奇數(shù))時(shí)，氣液進(jìn)口以及氣液排放口在膜殼兩端的相對(duì)側(cè)。該設(shè)置可以保證充分利用過(guò)濾元件的有效面積和增大過(guò)濾元件的表面的流體流速，促進(jìn)層流擾動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?，加?qiáng)了溶質(zhì)擴(kuò)散的推動(dòng)力和傳質(zhì)效應(yīng)，使原液傳質(zhì)能力大大加強(qiáng)，降低濃差極化效應(yīng)。提高膜分離的效率，提高分離膜體積透過(guò)通量，防止污染物的沉積，避免現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝1時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖2是本發(fā)明中導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝2時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明中導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝3時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖4是本發(fā)明中導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝4時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖5是本發(fā)明中導(dǎo)流板非平行狀態(tài)下且個(gè)數(shù)n＝2時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖6是本發(fā)明中導(dǎo)流板非平行狀態(tài)下且個(gè)數(shù)n＝3時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖7是本發(fā)明中導(dǎo)流板非平行狀態(tài)下且個(gè)數(shù)n＝3時(shí)的另一種狀態(tài)下的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖8是本發(fā)明中導(dǎo)流板非平行狀態(tài)下且個(gè)數(shù)n＝4時(shí)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

圖9是本發(fā)明中導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝2時(shí),導(dǎo)流板分別為平面和曲面結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)以下實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)注意，此處的具體實(shí)施例僅用以理解本發(fā)明，并不限定于本發(fā)明。

圖1-9示出一種中空纖維納濾膜組件，包括膜殼以及設(shè)置在膜殼內(nèi)的膜絲單元和導(dǎo)流板；所述的中空纖維納濾膜組件包括設(shè)置在氣液通道中的用以過(guò)濾的膜絲單元7、用以分隔氣液通道的導(dǎo)流板4以及設(shè)置在所述的膜殼兩端的樹(shù)脂澆筑的用以固定所述的膜絲單元和所述的導(dǎo)流板的固定層6；所述的導(dǎo)流板上設(shè)有供氣液通過(guò)的導(dǎo)流孔5；所述的膜殼的上下兩端分別設(shè)有氣液進(jìn)口2以及氣液排放口1；左右兩端設(shè)有氣液產(chǎn)出口3。所述的導(dǎo)流板數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，所述的氣液進(jìn)口2以及氣液排放口1設(shè)置在所述的膜殼兩端的同一端，如圖1、3示出；所述的導(dǎo)流板數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，所述的氣液進(jìn)口2以及氣液排放口1設(shè)置在所述的膜殼上下兩端；如圖2示出。相鄰兩塊所述的導(dǎo)流板上的導(dǎo)流孔的位置處于相向遠(yuǎn)離的兩端使水流或者氣流能夠達(dá)到盡量大的流動(dòng)空間，從而達(dá)到更好的過(guò)濾效果。如圖1-4所述的導(dǎo)流板平行等間距均勻設(shè)置或者平行非等間距排列。如圖5-8所述的導(dǎo)流板也可以為縱橫交叉設(shè)置，其中⊙為流向垂直向外，為流向垂直向內(nèi)。圖9示出導(dǎo)流板相互平行且個(gè)數(shù)n＝2時(shí),導(dǎo)流板分別為平面和曲面結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流型濾膜組件的剖面示意圖。所述的導(dǎo)流板可以為平面或曲面結(jié)構(gòu)。所述的導(dǎo)流板表面可以是光滑的，也可以設(shè)置凸起或凹槽。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)定，當(dāng)膜絲單元的通量f≥100l/(m²*h)時(shí)可以不設(shè)置導(dǎo)流板，當(dāng)100≥f≥10l/(m²*h)時(shí)導(dǎo)流板數(shù)設(shè)定在1-4之間，當(dāng)f≤10l/(m²*h)時(shí)導(dǎo)流板數(shù)≥5。當(dāng)膜絲單元斷裂強(qiáng)力≤300cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離≥6cm；斷裂強(qiáng)力在300-600cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離為3-6cm；斷裂強(qiáng)力≥600cn時(shí)，導(dǎo)流孔到所述的固定層的距離≤3cm。

結(jié)合空間利用率、產(chǎn)品成本、制作難度、以及過(guò)濾效果等多重因素的影響，本發(fā)明以所述的導(dǎo)流板為平行等間距均勻設(shè)置的2塊為最佳實(shí)施例進(jìn)行敘述。

參見(jiàn)圖2所示結(jié)構(gòu)形式，在操作壓力0.5mpa，常溫25℃下濃度為2.0g/l的mgso4水溶液經(jīng)組件進(jìn)口進(jìn)入，沿導(dǎo)流板導(dǎo)流方向流經(jīng)組件內(nèi)膜絲單元表面，然后濾出液經(jīng)氣液產(chǎn)出口流出，濃液經(jīng)氣液排放口流出組件。

通過(guò)測(cè)試單位過(guò)濾元件面積m，單位時(shí)間t內(nèi)的產(chǎn)水量q，得到膜組件產(chǎn)水通量f(f＝q/(t*m))，通過(guò)用電導(dǎo)率儀測(cè)定過(guò)濾前后的電導(dǎo)率，計(jì)算納濾膜的截留率r。組件檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1

其中，對(duì)照組為不設(shè)置導(dǎo)流板的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化組為平行設(shè)置2塊導(dǎo)流板時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從組件測(cè)試結(jié)果可知本發(fā)明有著良好的截留率、產(chǎn)水通量和組件回收率。將本發(fā)明應(yīng)用到納濾膜或反滲透系統(tǒng)中可以顯著地提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。

以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，應(yīng)當(dāng)至出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和優(yōu)化，這些改進(jìn)和優(yōu)化也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。