CN113856475B - 一种中空纤维膜的漂洗方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺丝技术领域，具体涉及一种中空纤维膜的漂洗方法及装置。漂洗甬道内，膜丝与水流的运动方向相反，通过控制清洗液的流速，形成湍流逆流清洗，可以有效去除膜丝表面大部分的DMAC溶剂，然后通过漂洗槽进一步清洗，清洗效果好，提高了膜丝的质量，同时有效的降低了漂洗槽内的清洗液置换比，节约漂洗液用量。此外，该装置提高了漂洗废水中的DMAC溶剂含量，可以有效降低后续废水处理蒸馏塔的处理负荷，降低废水处理投资成本，节约能耗。
Description
技术领域
本发明属于纺丝技术领域，具体涉及一种中空纤维膜的漂洗方法及装置。
背景技术
中空纤维膜由于其独特的优势，被广泛应用于医药、食品、环保、日常生活各个领域。在纺丝制备中空纤维膜的方法中，一般将料液和芯液(或内衬管)同时注入到纺丝喷头中，经纺丝喷头挤出成型，制得的膜经凝固浴槽进行固化处理，然后进行漂洗，绕卷收集。中空纤维膜丝在制备过程中会带有大量溶剂，需采用漂洗的方式去除，目前中空纤维膜丝的漂洗大多是采用浸泡方式，清洗液在膜丝表面静止或流动缓慢，膜丝表面的溶剂DMAC紧靠自身扩散作用，向清洗液内扩散,速度较慢，当达到动态平衡时，清洗效果较差，需要不断补充新鲜清洗液进行清洗，同时，也影响了膜丝的洁净度，影响膜丝质量。此外，目前国内多采用精馏的方式对膜丝的漂洗废水进行处理并回收利用，现有膜丝漂洗方法产生的废水量大，废水中溶剂(DMAC)含量较低，造成精馏塔处理负荷大，投资费用高，限制了生产规模，同时，漂洗废水处理能耗较大，处理成本高，浪费资源。
发明内容
本发明为了解决现有的漂洗装置在使用过程中存在的清洗效果不理想，产生污水量大，漂洗废水中DMAC溶剂浓度低，不易后续处理，漂洗废水处理投资成本高，能耗大等问题，提供一种在线漂洗装置。所述装置可以提高漂洗废水中DMAC溶剂的浓度，有利于后续污水处理，节约能耗，节约投资成本，同时实现清洗液再利用，节约清洗液用量，膜丝漂洗效果好，提高膜丝质量。
一种中空纤维膜的漂洗方法，包括如下步骤：
使漂洗液从漂洗槽向漂洗甬道中流动；
将纺丝头喷出的中空纤维膜丝由漂洗甬道中向漂洗槽中运动，使得中空纤维膜丝依次在漂洗甬道和漂洗槽中与漂洗液接触洗涤，去除残留的有机溶剂；所述的漂洗甬道为管状。
所述的有机溶剂选自酰胺类溶剂。
所述的漂洗液为水基漂洗液。
所述的漂洗甬道的直径5-200mm，所述的中空纤维膜丝的直径0.1-2mm，且漂洗甬道中可以容纳1-300根中空纤维膜丝。
接触洗涤的过程中还向漂洗甬道内施加负压。
漂洗液的温度优选为0-150℃。
所述漂洗甬道内漂洗液的流速为0.2-1m/s。
一种中空纤维膜的漂洗装置，包括：
漂洗槽；
管状的漂洗甬道；
且漂洗甬道上设有漂洗甬道进水口和漂洗甬道出水口，漂洗甬道进水口与漂洗槽的漂洗槽出水口相连；
主动轮，用于将中空纤维膜丝从漂洗甬道中拉入至漂洗槽中。
还包括：压丝轮，位于漂洗槽中，用于将中空纤维膜丝拉至漂洗液液面下。
漂洗甬道的两端分别为进丝口和出丝口。
漂洗甬道出水口靠近进丝口，漂洗甬道进水口靠近进丝口。
还包括：支撑装置，用于对漂洗甬道进行支架。
还包括：抽真空口，连接于漂洗甬道出水口，用于向漂洗甬道中施加负压。
漂洗甬道数量1-100个。
漂洗甬道与水平面法线夹角0-90°。
漂洗甬道的管道直径5-200mm。
有益效果
1.本发明的中空纤维膜丝清洗装置通过在漂洗槽前端设置漂洗模块，漂洗模块内设置漂洗甬道，膜丝首先通过漂洗甬道进行预漂洗，由于漂洗甬道直径较小，通过控制清洗液流速，使其达到湍流流速，提高漂洗效果，且膜丝运动方向与水流流动方向相反，形成逆流清洗，在湍流和逆流共同作用下，可以有效去除膜丝表面大部分的DMAC溶剂，然后通过漂洗槽进一步清洗，清洗效果好，提高了膜丝的质量，同时有效的降低了漂洗槽内的清洗液置换比，节约清洗液的用量。
2.漂洗槽内的清洗废水通过漂洗甬道清洗进一步提高了漂洗废水中的DMAC溶剂含量，可以有效降低后续废水处理蒸馏塔的处理负荷，降低生产投资成本，节约能耗。
3.漂洗甬道的清洗液来源于漂洗槽，实现了清洗废液再利用，节约清洗液用量。
附图说明
图1是本发明的装置图；
图2是漂洗甬道的结构图；
其中，
1、漂洗模块，2、漂洗槽，3、漂洗甬道，4、漂洗甬道进水口，5、主动轮，6、压丝轮，7、膜丝，8、漂洗槽进水口，9、漂洗槽出水口，10、连接装置，11、漂洗甬道出水口，12、支撑装置，13、进丝口，14、出丝口；15、抽真空口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
结合图1，中空纤维膜在线漂洗装置，包括漂洗模块1和漂洗槽2，在漂洗槽2上(图中右侧)设有漂洗槽进水口8，用于连续或间歇性地向其中供入漂洗液，而漂洗模块1位于漂洗槽2的一侧，漂洗模块内设有漂洗甬道3，其结构为管状，其中能够容纳运行的中空纤维膜丝7，其一端为进丝口13，另一端为出丝口14，所述漂洗甬道有进水口4和出水口11，并由支撑装置12固定，并呈一定角度放置，所述漂洗槽2内设置主动轮5和压丝轮6，所述主动轮5有旋转的驱动装置，所述压丝轮固定在漂洗槽内导轨上，可以上下移动，通过主动轮 5能够将膜丝由漂洗甬道中拉出并进入漂洗槽2中，而压丝轮6保证膜丝7在漂洗槽2中位于漂洗液的液面之下；优选的实施例中，所述主动轮数量为1-50个，所述压丝轮安装在导轨上，可以上下移动，其数量为1-50个。漂洗槽2上还有出水口9，其通过连接装置10与所述漂洗甬道3的进水口4连接。
本发明膜丝首先由漂洗甬道的进丝口13进入从出丝口14穿出，漂洗液由漂洗槽进水口进入后，再从漂洗槽出水口9流进，进而进入至漂洗甬道进水口4，由进水口进入，出水口流出，而主动轮5将膜丝11从漂洗甬道3中拉出至漂洗槽2中，使得在漂洗甬道3中膜丝运动方向与水流方向相反，形成错流清洗，同时由于漂洗甬道直径较小，由于其水力直径较小，液体的剪切力较大，在错流和剪切的共同作用下可以清洗掉膜丝表面的大部分溶剂，膜丝通过漂洗槽进一步清洗；优选的实施例中，漂洗甬道数量为1-100个，每根漂洗甬道内可以通过1-300根膜丝，所述漂洗甬道倾斜放置，漂洗甬道倾斜角为0-90°(与水平面法线夹角)，所述漂洗甬道数量可以为圆柱形或者方形，两端开口，所述漂洗甬道数量为1-100个，每根漂洗甬道内可以通过1-300根膜丝，所述漂洗甬道直径为5-200mm。
由于通过漂洗槽的出水对膜丝先进行了初步的高强度的清洗，再将其进入漂洗槽2中进行后段清洗时，一方面通过前段的甬道清洗，利用流体的特性去除掉了更多的溶剂，再利用后段的漂洗作用，可以深度去除掉膜丝上的DMAC溶剂，清洗效果好，提高了膜丝的质量，同时有效的降低了漂洗槽内的清洗液更换频率，节约用水。在图2的实施例中，在漂洗甬道出水口11处，还设有一个抽真空口15，并且出水口11的开口位置朝下，通过抽真空口15的作用，使得在漂洗甬道3中形成负压，使得膜丝内部残留的DMAC更有利地向外渗出进入至漂洗液中，提高了清洗效果。
实施例1
具体的操作过程是：
1.穿丝：将直径0.8-1.5mm的由喷丝头挤出的中空纤维膜丝约140根由漂洗甬道的进丝口进入漂洗甬道，漂洗甬道截面为圆形，内径90mm，长度约1m，膜丝穿过漂洗甬道由出丝口穿出后，将膜丝依次通过主动辊的上部，膜丝通过主动辊的转动，将膜丝水平从一端向另一端移动，移动速度约0.4m/s。
2.预漂洗：开启提升泵，清洗液(控制水温40-45℃)由漂洗槽的出口经过漂洗甬道进水口进入漂洗甬道，在甬道中的清洗液的流速约0.4m/s，膜丝运动方向与清洗液流动方向相反，形成错流清洗，膜丝在高效漂洗模块内可以去除大部分溶剂。
3.漂洗：开启压丝轮电机，压丝轮将膜丝带入漂洗槽底部，将膜丝在漂洗槽内部上下运动，进一步漂洗。
实施例2
与实施例1相比，同时在漂洗甬道上通过负压抽吸口施加-0.05MPa的负压。
对照例1
与实施例1相比，直接采用漂洗槽进行清洗。
持续运行漂洗过程2h后，取漂洗槽中水样测定其DMAC浓度，并与不采用漂洗甬道的直接漂洗槽清洗方式进行对比，结果如下：
可以看出，通过本发明的方式可以更快速地去除掉膜丝表面的残留的有机溶剂，使溶剂更多地溶解于漂洗液中，通过负压方式可以提高在甬道中溶剂从膜丝表面的快速溶出。
本专利的膜漂洗方法可以用于漂洗中空纤维膜、平板膜、管式膜。
本发明漂洗甬道的清洗液来源于漂洗槽，清洗液通过漂洗槽进一步清洗，可以有效地提高清洗液中溶剂的浓度，有利于后续清洗废水处理，缓解蒸馏塔的负荷，节约能耗，节约投资成本。
Claims (2)
1.一种降低废水处理蒸馏塔的处理负荷的方法，所述的废水是指中空纤维膜丝漂洗后的废水，其特征在于，包括如下步骤：
膜丝首先由漂洗甬道的进丝口（13）进入，从出丝口（14）穿出，漂洗液由漂洗槽进水口进入后，再从漂洗槽出水口（9）流进，进而进入至漂洗甬道进水口（4），由进水口进入，出水口流出，而主动轮（5）将膜丝（7）从漂洗甬道（3）中拉出至漂洗槽（2）中，使得在漂洗甬道（3）中膜丝运动方向与水流方向相反，形成错流清洗；
所述的漂洗甬道为管状；接触洗涤的过程中还向漂洗甬道内施加负压；所述漂洗甬道内漂洗液的流速为0.2-1m/s；
所述的漂洗液为水基漂洗液；
中空纤维膜的漂洗装置，包括：
漂洗槽(2)；
管状的漂洗甬道(3)；
且漂洗甬道(3)上设有漂洗甬道进水口(4)和漂洗甬道出水口(11)，漂洗甬道进水口
(4)与漂洗槽(2)的漂洗槽出水口(9)相连；
主动轮(5)，用于将中空纤维膜丝从漂洗甬道(3)中拉入至漂洗槽(2)中；漂洗甬道的管道直径5-90mm，且漂洗甬道中可以容纳1-300根中空纤维膜丝，所述的中空纤维膜丝的直径0.1-2mm; 还包括：抽真空口(15)，连接于漂洗甬道出水口(11)，用于向漂洗甬道(3)中施加负压；漂洗甬道与水平面法线夹角0-90°。
2.根据权利要求1所述的降低废水处理蒸馏塔的处理负荷的方法，其特征在于，漂洗液的温度为0-150℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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