專利名稱：新型膜分離組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于膜分離技術(shù)中膜組件的一種發(fā)明。
膜分離技術(shù)是一門新興的高新技術(shù)。包括反滲透、超濾、微濾、氣體分離等，已應(yīng)用于各個領(lǐng)域。目前，膜組件的主要形式有卷式，板框式、中空纖維和管式。其中管式又分為內(nèi)、外壓管式、套管式及內(nèi)、外壓管束式。各類組件在工作中普遍存在著濃差極化和表面沉積凝膠現(xiàn)象，從而降低了膜的分離性能和使用壽命。改變料液的流動狀態(tài)可以減輕濃差極化和表面沉積凝膠現(xiàn)象，其中最方便的方法是提高流速。對某一組件來說提高流速就是增大泵的流量，因而使設(shè)備投資增大，組件回收率降低、能耗加大。如


圖1所示為中空纖維和外壓管束式組件的結(jié)構(gòu)圖，1組件外殼、2膜芯、3中心管、4環(huán)氧澆鑄、5料液入口、6濃縮液出口、7淡化液出口。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的適于中空纖維和外壓管式膜的組件，使其在具有較大裝填密度的同時又具有流道面積小、料流分布均勻、流動狀態(tài)好、濃差極化和表面沉積凝膠現(xiàn)象輕、回收率大的特點。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。組件為長方體形，膜管沿組件長度方向排布，料液的進、出口分別在長方體的兩端，料液的流動方向與膜管軸向垂直。如圖2所示為組件結(jié)構(gòu)圖主、俯剖視，1組件外殼、2膜芯、4、12環(huán)氧澆鑄、7淡化液室出口、5料液入口、6料液出口、14、13進出口料液分布板、8法蘭、9密封墊圈、10、11彈性保護體。工作時料液由入口5進入，經(jīng)分布板7均布后經(jīng)膜間間隙流過膜面，其前進方向與膜管軸向垂直。濃縮后的料液再由出口分布板和出口6排出。經(jīng)膜處理后的淡化液由中心孔匯入淡化液室再由出口4排出。長方體的長、寬、高為L、W、H，通常L＞H＞W(wǎng)。為使料流分布更加均勻，進、出口可采取錐形或圓弧過渡，進、出口也可設(shè)在兩端的底部。在體積相同的情況下(即膜面積相同)與
圖1所示的組件相比，本發(fā)明組件的流道面積大大降低(參見實施例后數(shù)據(jù))，料流分布更加均勻，膜的堆積和排列更容易控制。在組件內(nèi)由于料流的前進方向與膜管軸向垂直，在膜管的作用下料流的方向在管間不斷改變，膜管起到湍流促進作用。料液在較低流速下即可形成湍流狀態(tài)。當(dāng)膜管為外壓管式膜時沿組件長度方向(料流方向)膜管音應(yīng)采取正三角形排列，此時膜管的湍流促進效果及料流分布最好。組件的膜芯可分成幾段，一是便于制造，再就是可減少換膜時的報廢率。如所用的膜管直徑較大，膜芯也可不用澆鑄直接用螺紋組裝，這樣換膜更方便，費用更低。當(dāng)處理較高濁度或粘度的料液時，組件應(yīng)選用管式膜并使管間有適當(dāng)?shù)拈g隙以免堵塞流道。在兩側(cè)和底部內(nèi)壁上有一層彈性保護體，起到保護膜和防止發(fā)生流道短路作用。組件所用的中空纖維和外壓管式膜其制造技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明組件可以制成各種不同的規(guī)格，根據(jù)實際情況如料液性質(zhì)、生產(chǎn)能力、回收率等進行選用或組合。
本發(fā)明實施例如下如圖3所示為實施例組件結(jié)構(gòu)主、俯剖視圖，其各部分名稱與圖2所示相同，組件的內(nèi)腔尺寸為800×200×500根據(jù)用途不同組件外殼選用不同的材料并滿足不同的強度要求。彈性保護體為泡沫塑料，粘合在內(nèi)壁上。膜選用帶支撐體的外壓管式膜，外徑φ3，內(nèi)徑φ1，澆鑄成三個元件。首先把膜管排列集束，一端澆鑄密封，另一端澆鑄后切開露出中心孔，再與淡化室粘為一體并保證強度和密封。澆鑄粘合時根據(jù)需要調(diào)整膜間間隙，并使其呈正三角形排列，膜芯的尺寸要與外殼相配合。最后把膜芯通過淡化室上的法蘭與外殼連接密封，三個淡化液室出口用管路連接。此時組件的膜面積可達58m2，裝填密度為725m2／m3。
當(dāng)
圖1所示組件的膜有效長度為1米，如使其膜面積為58m2，用同一種膜裝填，則此時組件內(nèi)徑為2×(58／725×π)1／2＝32cm。如不計膜管占有部分，該組件平均流道面積為π×32×100／2＝5024cm2，為實施例組件的5024／20×50＝5倍。如
圖1組件膜有效長度為50cm，經(jīng)計算此時該組件的平均流道面積為實施例組件的3.5倍。當(dāng)
圖1組件的有效長度為50cm，如使其平均流道面積與實施例相等，此時組件的內(nèi)徑為2×20／π＝12.7cm，膜面積為π×0.1272×0.5×725／4＝4.59m2，如膜面積為58m2需58／4.59＝12.6個該組件。不考慮其它方面，只把12.6個組件串聯(lián)起來，其流動阻力要比實施例組件大得多。
綜上所敘本發(fā)明通過改變組件結(jié)構(gòu)，大大降低了流道面積，提高了料流分布的均勻性，在流量相同的情況下與
圖1相比可以大大提高料液的流速，充分利用膜管的排列起到湍流促進作用使流態(tài)得到進一步改善，從而減輕了濃差極化和表面沉積凝膠現(xiàn)象增強了組件的抗污能力，提高了組件的分離性能和使用壽命。在膜面流速相同的情況下泵的流量可大大降低，回收率增大。當(dāng)本發(fā)明組件使用外壓管式膜并使其有一定的間隙，可以降低對前處理的要求，降低了設(shè)備投資和運轉(zhuǎn)費用及操作難度，最適合用于處理較高濁度和粘度的料液及要求回收率大，濃縮倍數(shù)高的場合。本組件裝填密度大，安裝換膜方便。
權(quán)利要求1.一種膜分離組件，適用于中空纖維和外壓管式膜，其特征在于組件為長方體形，進、出料口在長方體的兩端，膜管沿組件長度方向排布，料液流動方向與膜管軸向垂直。
專利摘要本實用新型提供了一種適用于中空纖維和外壓管式膜的組件，組件為長方體形料液流動方向與膜管軸向垂直，大大除低了流道面積。在泵流量不變的情況下大大地提高了料液流速，利用膜管起到湍流促進作用，從而改善了料液的流動狀態(tài)，減輕了濃差極化和沉積凝膠現(xiàn)象，提高了組件的分離性能。在流速相同的情況下提高了組件的回收率。本裝置組件使用管式膜最適合用于處理較高濁度和粘度的料液及要求回收率大、濃縮倍數(shù)高的場合。組件裝填密度大，安裝、換膜容易。
文檔編號B01D63/02GK2191031SQ93247520
公開日1995年3月8日 申請日期1993年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月12日
發(fā)明者于井力 申請人:于井力