CN210752133U - 一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置，从膜的走向上分别是放卷设备，预处理槽，清洗槽，胺溶液槽，风刀和TMC溶液槽；放卷设备水平距离预处理槽1.5米，预处理槽水平距离清洗槽0.5米，清洗槽水平距离胺溶液槽0.5米，胺溶液槽垂直距离风刀0.5米并在胺溶液槽上方，TMC溶液槽水平距离胺溶液槽0.5米。本申请需要在放卷到胺溶液槽之间加上预处理槽和清洗槽，比传统聚砜基膜多一个基膜预处理过程，使聚烯烃基膜具备吸附足量胺的作用，设备改进后具备用聚烯烃基底进行连续大规模工业化生产的能力。

Description

一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置

技术领域

本实用新型涉及滤膜技术领域，具体的说，是一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置。

背景技术

膜法水处理技术是利用具有选择性透过的膜对溶剂中各组分进行分离，富集，纯化的方法，具有高效，节能，工艺简单等优点，是当前水处理技术的核心工艺。根据孔径的不同，将膜分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜。其中，纳滤膜的孔径介于超滤膜与反渗透膜之间，为1nm左右，截留分子量为300～500道尔顿。通常认为纳滤膜作用机理为筛分作用与道南效应的协同作用，可以保证相对较高的透过能力同时具有高的截盐性能，因而受到国内外学者的广泛关注与研究，近年来发展十分迅速。

目前，常用的复合纳滤膜主要通过界面聚合法制备，由疏松的多孔基底膜与薄且致密的皮层组成。基底膜作为支撑层用来提供膜整体的机械强度，而皮层用来提供膜的选择分离能力。基底材料的性能对于纳滤膜十分重要，基底的强度与稳定性决定了膜的使用环境与寿命，而基底的大孔径与高孔隙率则为膜的高通量提供了前提条件。传统的基底材料如醋酸纤维素，聚丙烯腈，聚芳砜，聚醚砜等，制备出的基底多为超滤尺寸，自身通量偏低，且耐酸碱性，抗氧化性以及耐溶剂性能较差，使用条件受限制很大。

而聚烯烃类材料如聚乙烯，聚丙烯等热塑性树脂，具有优异的机械强度与理化性能，在制备微孔薄膜材料上具有诸多优势，如膜厚度较薄，介质透过阻力小；膜孔径较大，可修饰空间更大；耐酸碱性及抗氧化与抗腐蚀能力强，长期稳定性好等。但聚烯烃材质的低表面能，高疏水性，使得表面润湿性较差，液体难以自然透过；疏水性也使得过滤过程中膜表面截留物大量堆积，膜污染严重，导致水通量降低，分离能力下降。因而对于疏水聚烯烃材料的改性尤为重要。现有技术中有采用共沉积的方法，通过有机溶剂和亲水剂对聚烯烃基底膜进行改性，提高了疏水界面的达因值，从而可以在基底上进行界面聚合反应。

目前，国内外的产线，适用于有无纺布支撑聚砜超滤膜，放卷之后直接浸入胺溶液槽，由于聚烯烃基底的疏水，胺溶液无法浸润，在浸入胺溶液时不能够浸润，胺溶液吸附量不足，在界面聚合时无法形成完整的半透膜。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本适用新型提供一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置。

具体是通过以下技术方案实现。

一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置，从膜的走向上分别是放卷设备，预处理槽，清洗槽，胺溶液槽，风刀，TMC溶液槽；

放卷设备水平距离预处理槽1.5米，预处理槽水平距离清洗槽0.5米，清洗槽水平距离胺溶液槽0.5米，胺溶液槽垂直距离风刀0.5米并在胺溶液槽上方，TMC溶液槽水平距离胺溶液槽0.5米。

放卷工艺位到预处理工艺位走布距离为3米，预处理槽工艺位内走布距离为4米，预处理工艺位到清洗工艺位走布距离为2米，清洗槽工艺位内走布6米，清洗槽工艺位到胺溶液槽工艺位走布距离为2米，胺溶液工艺位内走布1米，出胺溶液槽工艺位到风刀工艺位走布距离0.5米，风刀工艺位到 TMC溶液槽工艺位走布距离为2米，TMC溶液槽工艺位内走布0.5米；

预处理槽是聚烯烃基底预处理用，可以为水槽也可为狭缝挤出方式，喷涂等方式。

清洗槽用于清洗预处理中聚烯烃基底多余的溶剂。

一种聚烯烃基底复合反渗透膜连续制备的方法，包括以下步骤；

将聚烯烃微孔基膜进行等离子体处理或电晕处理，收卷备用。

所述聚烯烃微孔基膜的材料选自聚乙烯，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯中的一种；优选聚乙烯。

所述聚烯烃微孔基膜的孔隙率介于30～50％之间，平均孔径介于0.02～ 0.4微米之间，平均厚度介于5～60微米之间；

预处理包括聚乙烯醇，表面活性剂和有机溶剂中的一种或者几种按照不同比例组合。

聚乙烯醇PVA的醇解度为80.0～99.8mol％，分子量大小为80000～ 180000。

表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，聚苯乙烯磺酸钠，甘油，聚乙二醇，壬基酚聚氧乙烯醚中的其中一种。

有机溶剂为DMF、DMAc、NMP、DMSO、乙醇、异丙醇等

将聚烯烃微孔基膜浸入预处理槽，浸润完全后浸入水槽，再浸入胺溶液槽，风刀把膜表面风干后浸入TMC溶液槽进行界面聚合反应。而后进入熟化区，温度60-80℃，熟化时间100-500秒，得到脱盐层。

所述的多元胺选自哌嗪，间苯二胺，对苯二胺，邻苯二胺，均苯三胺中的一种；

多元胺在水相溶液中的质量分数为1～3％，酸接受剂在水相溶液中的质量分数为0.5～2％，添加剂在水相溶液中的质量分数为0.01～0.05％；

酸接受剂为氢氧化钠。

配置多元酰氯油相溶液：取多元酰氯溶于有机溶液中，所述的多元酰氯油相溶液选自均苯三甲酰氯，对苯二甲酰氯，间苯二甲酰氯和邻苯二甲酰氯中的一种；

多元酰氯在多元酰氯溶液中的质量分数为0.1～0.5％。

所述的有机溶剂为正己烷、ISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L、 ISOPAR C、环己烷、戊烷、庚烷、辛烷等。

纯水通量：采用反渗透滤膜测试机(自制)测定。

截留率：采用电导率仪(DDS-307A，雷磁，上海)测定。

通量与截留率：纯水通量是表征分离膜透水能力的重要参数，在1.5MPa压力下，用用2000mg/L的NaCl待测液作为料液将膜预压1h使出水稳定；

计算公式如下所示：

其中，Q为透过纯水的体积(L)，Δt为透过时间(h)，A为透过膜有效面积 (cm²)。

截留性能：截留率(R)两个指标。膜预压完毕后，用2000mg/L的NaCl待测液，调节压力为1.5MPa，料温25℃下测试。计算公式如下：

C_P和C_F分别为渗透液和原料液浓度(mg/L)，通常认为电导率与盐浓度之间为线性相关，因而用电导率可以代替浓度进行计算得到截盐率R。

实验结果见表一所示：

表1

	J(GFD)	R(％)
			实验组	25-30	98.5-99.4
对照组	157-262	0

实验组为有预处理和清洗装置的产线生产膜的性能数据，对照组为没有预处理的清洗槽装置的中试产线生产膜的性能数据。没有预处理的聚乙烯基膜无法在膜表面形成完整的脱盐层。

附图说明

图1为此实用新型专利的示意图；

图中箭头方向为走膜方向。

附图中的标记为：

1 放卷设备，

2 预处理槽，

3 清洗槽，

4 胺溶液槽，

5 风刀，

6 TMC溶液槽。

具体实施方式

下面是结合附图和具体实施方式来对本实用新型的技术方案做进一步的限定。

实施例：

如1所示，一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置，从膜的走向上分别是放卷设备1，预处理槽2，清洗槽3，胺溶液槽4，风刀5，TMC溶液槽6；

放卷设备水平距离预处理槽1.5米，预处理槽水平距离清洗槽0.5米，清洗槽水平距离胺溶液槽0.5米，胺溶液槽垂直距离风刀0.5米并在胺溶液槽上方，TMC溶液槽水平距离胺溶液槽0.5米。

放卷工艺位到预处理工艺位走布距离为3米，预处理槽工艺位内走布距离为4米，预处理工艺位到清洗工艺位走布距离为2米，清洗槽工艺位内走布6米，清洗槽工艺位到胺溶液槽工艺位走布距离为2米，胺溶液工艺位内走布1米，出胺溶液槽工艺位到风刀工艺位走布距离0.5米，风刀工艺位到 TMC溶液槽工艺位走布距离为2米，TMC溶液槽工艺位内走布0.5米。

一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置，聚乙烯微孔基膜从右到左按照箭头方向运行，聚乙烯微孔基膜在放卷设备放卷，经过预处理设备30秒，清洗设备2min，浸入3.5％胺溶液槽30秒，风刀除去过量的胺溶液，浸入 0.2％TMC溶液槽进行界面聚合反应30秒，得到聚乙烯微孔基膜反渗透膜。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种生产聚烯烃基底复合反渗透膜的装置，其特征在于，从膜的走向上分别是放卷设备，预处理槽，清洗槽，胺溶液槽，风刀和TMC溶液槽；

放卷设备水平距离预处理槽1.5米，预处理槽水平距离清洗槽0.5米，清洗槽水平距离胺溶液槽0.5米，胺溶液槽垂直距离风刀0.5米并在胺溶液槽上方，TMC溶液槽水平距离胺溶液槽0.5米。

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