CN106731528A - 一种箱体式膜组件 - Google Patents

一种箱体式膜组件 Download PDF

Info

Publication number
CN106731528A
CN106731528A CN201611156130.XA CN201611156130A CN106731528A CN 106731528 A CN106731528 A CN 106731528A CN 201611156130 A CN201611156130 A CN 201611156130A CN 106731528 A CN106731528 A CN 106731528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane
tube
box
membrane tube
bundle unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611156130.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵祥强
丁晓斌
王成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Jiumo Hi Tech Co ltd
Original Assignee
Nanjing Jiusi High Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Jiusi High Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Jiusi High Technology Co Ltd
Priority to CN201611156130.XA priority Critical patent/CN106731528A/zh
Publication of CN106731528A publication Critical patent/CN106731528A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/225Multiple stage diffusion
    • B01D53/226Multiple stage diffusion in serial connexion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D2053/221Devices
    • B01D2053/223Devices with hollow tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明提供一种箱体式膜组件,所述箱体式膜组件包括箱体外壳和膜管束单元,所述箱体外壳设有原料气进口和渗余气出口,所述膜管束单元上侧设有渗透气出口,箱体外壳可容纳至少一个膜管束单元,箱体外壳与膜管束单元采用方形法兰连接。本发明的箱体式膜组件可用于混合气体的分离,待分离气体从原料气进口进入膜组件,通过原料气增压或渗透侧施以一定的真空度,从而使得膜上下游形成分压差,实现气体的分离。本发明产品主要用于气体分离,膜管装填密度大,膜面积可调节,制作成本低,适于规模化工业应用。

Description

一种箱体式膜组件
技术领域
本发明涉及气体膜分离等技术领域,尤其涉及一种箱体式膜组件。
背景技术
膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有节能环保、操作便捷、费用低廉等优势,已经成为分离科学中重要的手段之一,目前被广泛的用于食品、医药、化工和水处理等领域。膜分离主要是利用混合物中各组分在材料中物理和化学性质的差异来实现混合物的分离过程,膜组件是膜分离技术中的核心部件,其组件的形式主要有:管式膜组件、中空纤维膜组件、平板膜组件和卷式膜组件,一般管式膜主要应用于中高压的分离过程,而平板膜和卷式膜组件主要应用于中低压的分离过程。
针对气体膜分离,最重要的应用包括制氮、富氧、提氢、脱碳、有机蒸气回收和脱湿等,主要优势在于无相变、能耗低、常温运行、占地面积小、操作简便等,应用较普遍的是中空纤维膜和卷式膜,这类膜都满足纯度的需要,但耐压性、耐温性和耐腐蚀性均不尽人意,相对于平板膜和卷式膜组件,管式膜组件的结构简单,组装、更换方便,更具有工业化意义。现有的管式膜组件,一般采用圆筒体外壳,膜管两端均使用支撑板和密封圈等实现密封,该结构对组装的要求很高,相应的制作成本较高,且装填密度一般不大,很难应用于规模化的气体分离。
发明内容
为了克服现有管式膜组件的不足,本发明提供一种膜管装填密度大、膜面积可调节、制作成本低、适于规模化工业应用的箱体式膜组件。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种箱体式膜组件,包括箱体外壳和膜管束单元,箱体外壳设有原料气进口和渗余气出口,膜管束单元设有渗透气出口。原料气进口、渗余气出口和渗透气出口设有圆形法兰。箱体外壳可容纳至少一个膜管束单元,箱体外壳和膜管束单元采用方形法兰连接。
箱体外壳由不锈钢板或其它板材焊接在箱体架子形成,箱体外壳上侧设有一个或多个方形连接口,每个方形连接口通过方形法兰连接一个膜管束单元,方形连接口数目可根据容纳膜管束单元的数目来调节。
膜管束单元主要由装配底板、定距管、螺杆、管板、封头及方形法兰等构成。封头与方形法兰焊接,方形法兰下方依次设置法兰垫圈、管板和垫片;管板上方设有压板。装配底板包括多个膜管固定孔,膜管固定孔采用短钢管焊接在底板上,钢管位置与管板开孔位置相对应。膜管固定孔的数量可以根据需求进行调节。
膜管束单元可容纳至少一根膜管,膜管材料可以为聚合物/陶瓷复合膜、分子筛膜、金属有机骨架膜、陶瓷膜的一种或几种,膜管形式为单管式或多通道式。膜管下端孔采用堵头封堵,并采用胶水密封,膜管穿过管板,装配“O”型圈和压板,通过螺栓实现膜管上端的密封。
膜管束单元包括至少2个定距管,定距管可以固定管板和装配底板之间的间距,定距管内设有螺杆,螺杆上下端分别穿过管板和装配底板并采用螺母固定连接。
本发明的有益效果是:
(1)采用类似抽屉结构,使箱体外壳的每个方形连接口容纳一个膜管束单元,膜管在组装过程中是否被损坏可以通过类似打开抽屉方式被直观的观察出来。
(2)箱体外壳的方形连接口数目可根据容纳膜管束单元的数量来调节,膜管束单元中装配底板的尺寸以及膜管固定孔的数量也可调节,因此所能容纳的膜管数量和处理的气体量可以灵活变化,即装填密度大,更适于规模化工业应用。
(3)由于采用不锈钢板或其它板材直接焊接在箱体架子形成箱体外壳,膜管的一端只需添加适宜尺寸的堵头,另一端用“O”型圈、压板、管板来实现膜组件的密封,设计巧妙,减少了制作复杂性和成本,同时也防止了渗透气和渗余气的返混。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中箱体式膜组件的整体示意图。
图2为箱体式膜组件中箱体外壳的示意图。
图3为箱体式膜组件中膜管束单元的示意图。
图4为箱体外壳的箱体架子的示意图。
其中:
1、封头;2、方形法兰;3、法兰垫圈;4、管板;5、垫片;6、定距杆;7、装配底板。N1:原料气进口;N2:渗余气出口;N3:渗透气出口。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但 这些实施方式并不限本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所作出的结构、方法或者功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明公开了一种箱体式膜组件,主要用于气体分离。本实施方式中以组件的组装实施使用进行说明。
参照附图1~3所示,一种箱体式膜组件,包括箱体外壳和膜管束单元。其中箱体外壳设有原料气进口N1和渗余气出口N2,膜管束单元设有渗透气出口N3。原料气进口、渗余气出口和渗透气出口设有圆形法兰。箱体外壳可容纳至少一个膜管束单元,箱体外壳与膜管束单元采用方形法兰密封连接。箱体外壳由不锈钢板或其它板材焊接在箱体架子形成,箱体外壳上侧设有一个或多个方形连接口,每个方形连接口可容纳一个膜管束单元,方形连接口数目可根据容纳膜管束单元的数目来调节。
膜管束单元主要由装配底板7、定距管6、管板4、封头1及方形法兰2等构成。封头1与方形法兰2焊接,方形法兰2下方依次设置法兰垫圈3、管板4和垫片5。管板4上方设有压板。装配底板包括多个膜管固定孔,膜管固定孔采用短钢管焊接在底板上,钢管位置与管板开孔位置相对应。膜管固定孔的数量可以根据需求进行调节。
膜管束单元可容纳至少一根膜管,膜管下端孔采用堵头封堵,并采用胶水密封,膜管穿过管板,装配“O”型圈和压板,通过螺栓实现膜管上端的密封。膜管束单元包括至少2个定距管6,定距管6可以固定管板4和装配底板7之间的间距,定距管内设有螺杆,螺杆上下端分别穿过管板和装配底板并采用螺母固定连接。
将装配好的膜管束单元放入箱体外壳中,然后通过法兰配用双头螺柱来固定衔接好膜管束单元和箱体外壳,并保证壳体的密封性。
本实施方式中箱体式膜组件的分离过程如下:
膜组件运行时,原料气首先从箱体外壳原料气进气口N1进入膜组件内,与膜管充分接触,在渗透气出口N3处施以一定的真空度,从而使得膜管内外形成分压差,促进原料气分离,一部分气体通过膜管壁进入膜管内部,形成渗透气,渗透气在膜管束单元封头1内汇集从渗透气出口N3流出;未能透过膜的渗余气最终从箱体外壳渗余气出口N2流出。
若膜管出现性能下降或损坏,将膜管束单元取下,可方便的取出损坏的膜管,装入新的膜管,再将膜管束单元安装上,即可投入使用。
由上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
采用类似抽屉结构,使箱体外壳的每个方形连接口容纳一个膜管束单元,膜管在组装过程中是否被损坏可以通过类似打开抽屉方式被直观的观察出来。
箱体外壳的方形连接口数目可根据容纳膜管束单元的数量来调节,膜管束单元中装配底板的尺寸以及膜管固定孔的数量也可调节,因此所能容纳的膜管数量和处理的气体量可以灵活变化,即装填密度大,更适于规模化工业应用。
由于采用不锈钢板或其它板材直接焊接在箱体架子形成箱体外壳,膜管的一端只需添加适宜尺寸的堵头,另一端用“O”型圈、压板、管板来实现膜组件的密封,设计巧妙,减少了制作复杂性和成本,同时也防止了渗透气和渗余气的返混。
在其他实施方式中,箱体外壳内与膜管连接时也可以采用石墨填料环代替“O”型圈进行密封,并采用螺栓固定。此外,原料气也可以采取增压代替渗透气出口抽真空来实现膜分离操作。
综上所述,本发明的箱体式膜组件可用于气体物料的分离,其结构设计巧妙,膜管装填密度大,膜面积可调节,制作成本低,适于规模化工业应用。
优选地,本实施方式中箱体外壳材质包括但不限于不锈钢材料、玻璃钢或工程塑料,优选不锈钢。膜材料为陶瓷膜、陶瓷复合膜、分子筛膜、金属有机骨架膜的一种或几种,陶瓷复合膜包括但不限于聚合物/陶瓷复合膜、分子筛/陶瓷复合膜、混合基质材料/陶瓷复合膜等。膜管形式为单管式或多通道式。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种箱体式膜组件,其特征在于,包括箱体外壳和膜管束单元,所述箱体外壳设有原料气进口和渗余气出口,所述膜管束单元设有渗透气出口,箱体外壳至少容纳一个膜管束单元,箱体外壳和膜管束单元采用方形法兰连接。
2.根据权利要求1所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述箱体外壳由不锈钢板或其它板材焊接形成,箱体外壳上侧设有一个或多个方形连接口,每个方形连接口通过方形法兰连接一个膜管束单元。
3.根据权利要求1所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述膜管束单元组成包括装配底板、定距管、螺杆、管板、封头及方形法兰。
4.根据权利要求3所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述封头与方形法兰焊接,方形法兰下方依次设置法兰垫圈、管板和垫片;所述管板上方设有压板。
5.根据权利要求3所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述膜管束单元的装配底板包括多个膜管固定孔,所述膜管固定孔采用短钢管焊接在底板上,钢管位置与管板开孔位置相对应,膜管固定孔的数量根据需求进行调节。
6.根据权利要求3所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述膜管束单元至少容纳一根膜管,膜管下端孔采用堵头封堵,并采用胶水密封,膜管穿过管板,装配“O”型圈和压板,通过螺栓实现膜管上端的密封。
7.根据权利要求2所述的箱体式膜组件,其特征在于,所述箱体外壳方形连接口数目根据容纳膜管束单元的数目来调节。
8.根据权利要求3所述的箱体式膜组件,其特征在于,管板和装配底板之间采用定距管固定间距,定距管内设有螺杆,螺杆上下端分别穿过管板和装配底板并采用螺母固定连接。
9.根据权利要求1所述的箱体式膜组件,其特征在于,膜管束单元容纳的膜管材料为陶瓷膜、陶瓷复合膜、分子筛膜、金属有机骨架膜的一种或几种,陶瓷复合膜包括聚合物/陶瓷复合膜、分子筛/陶瓷复合膜、混合基质材料/陶瓷复合膜;膜管形式为单管式或多通道式。
10.根据权利要求1所述的箱体式膜组件,其特征在于,原料气进口、渗余气出口和渗透气出口设有圆形法兰。
CN201611156130.XA 2016-12-14 2016-12-14 一种箱体式膜组件 Pending CN106731528A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611156130.XA CN106731528A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种箱体式膜组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611156130.XA CN106731528A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种箱体式膜组件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106731528A true CN106731528A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58888384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611156130.XA Pending CN106731528A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种箱体式膜组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106731528A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113117460A (zh) * 2021-05-18 2021-07-16 合肥恒诚智能技术有限公司 一种用于低氧机的膜分离组件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102512962A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 南京九思高科技有限公司 一种多管程无机分离膜组件
CN104023827A (zh) * 2011-10-28 2014-09-03 日挥株式会社 流体分离装置及混合流体的选择分离方法
CN204891612U (zh) * 2015-06-19 2015-12-23 江苏久吾高科技股份有限公司 一种管式无机膜组件
CN105593162A (zh) * 2013-10-08 2016-05-18 普莱克斯技术有限公司 用于在基于氧输送膜的反应器中的温度控制的***和方法
CN105597547A (zh) * 2015-12-22 2016-05-25 南京九思高科技有限公司 一种套管式膜组件
CN206276206U (zh) * 2016-12-14 2017-06-27 南京九思高科技有限公司 一种箱体式膜组件

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104023827A (zh) * 2011-10-28 2014-09-03 日挥株式会社 流体分离装置及混合流体的选择分离方法
CN102512962A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 南京九思高科技有限公司 一种多管程无机分离膜组件
CN105593162A (zh) * 2013-10-08 2016-05-18 普莱克斯技术有限公司 用于在基于氧输送膜的反应器中的温度控制的***和方法
US9452388B2 (en) * 2013-10-08 2016-09-27 Praxair Technology, Inc. System and method for air temperature control in an oxygen transport membrane based reactor
CN204891612U (zh) * 2015-06-19 2015-12-23 江苏久吾高科技股份有限公司 一种管式无机膜组件
CN105597547A (zh) * 2015-12-22 2016-05-25 南京九思高科技有限公司 一种套管式膜组件
CN206276206U (zh) * 2016-12-14 2017-06-27 南京九思高科技有限公司 一种箱体式膜组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
安树林主编: "《膜科学技术实用教程》", 化学工业出版社, pages: 121 - 123 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113117460A (zh) * 2021-05-18 2021-07-16 合肥恒诚智能技术有限公司 一种用于低氧机的膜分离组件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107585741B (zh) 一种超高纯氢分离器
CN206276206U (zh) 一种箱体式膜组件
CN202860416U (zh) 管壳式蒸汽渗透膜组件
CN106731528A (zh) 一种箱体式膜组件
CN203525364U (zh) 一种萃取釜内吊篮
CN205613249U (zh) 一种用于混合气体分离h2的变压吸附装置
CN204727607U (zh) 一种具有消音功能的分体式制氧吸附装置
CN205323549U (zh) 一种套管式膜组件
CN204724030U (zh) 一种内壁涂覆并联结构多孔管式膜组件
CN104667739A (zh) 微型零气发生器和空气质量监测***
CN206121466U (zh) 多级膜分离沼气净化装置
CN201175650Y (zh) 用于空气分离制氧的陶瓷中空纤维透氧膜管束组件
CN103418197A (zh) 小体积高效空气过滤器
CN210656147U (zh) 钯膜氢气提纯装置
CN210420136U (zh) 一种带飞行卡具溅射镀膜***
CN207667168U (zh) 丙烷生产线中的再沸器
CN102507295A (zh) 一种无机微滤膜干燥器
CN202803074U (zh) 膜分离制氮机
CN201799186U (zh) 一种空气过滤器
CN105597547B (zh) 一种套管式膜组件
CN220939866U (zh) 一种氟气纯化用吸附处理装置
CN204469497U (zh) 变压吸附塔模块
CN205797166U (zh) 一种粉末气固反应装置
CN202682968U (zh) 小体积高效空气过滤器
CN203663703U (zh) 微型零气发生器和空气质量监测***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201020

Address after: 211808 Jiangsu Film Technology Industrial Park No.1, R & D Park, Nanjing area, China (Jiangsu) pilot Free Trade Zone, Nanjing, Jiangsu Province

Applicant after: Jiangsu jiumo Hi Tech Co.,Ltd.

Address before: 211800 No. 8 Fenghuang Road, Pukou Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu

Applicant before: NANJING JIUSI HIGH-TECH Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication