CN2191031Y - 新型膜分离组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种适用于中空纤维和外压
管式膜的组件,组件为长方体形料液流动方向与膜管
轴向垂直,大大除低了流道面积。在泵流量不变的情
况下大大地提高了料液流速,利用膜管起到湍流促进
作用,从而改善了料液的流动状态,减轻了浓差极化
和沉积凝胶现象,提高了组件的分离性能。在流速相
同的情况下提高了组件的回收率。本装置组件使用
管式膜最适合用于处理较高浊度和粘度的料液及要
求回收率大、浓缩倍数高的场合。组件装填密度大,
安装、换膜容易。
Description
本发明是关于膜分离技术中膜组件的一种发明。
膜分离技术是一门新兴的高新技术。包括:反渗透、超滤、微滤、气体分离等,已应用于各个领域。目前,膜组件的主要形式有:卷式,板框式、中空纤维和管式。其中管式又分为内、外压管式、套管式及内、外压管束式。各类组件在工作中普遍存在着浓差极化和表面沉积凝胶现象,从而降低了膜的分离性能和使用寿命。改变料液的流动状态可以减轻浓差极化和表面沉积凝胶现象,其中最方便的方法是提高流速。对某一组件来说提高流速就是增大泵的流量,因而使设备投资增大,组件回收率降低、能耗加大。如图1所示为中空纤维和外压管束式组件的结构图,1组件外壳、2膜芯、3中心管、4环氧浇铸、5料液入口、6浓缩液出口、7淡化液出口。
本发明的目的在于提供一种新的适于中空纤维和外压管式膜的组件,使其在具有较大装填密度的同时又具有流道面积小、料流分布均匀、流动状态好、浓差极化和表面沉积凝胶现象轻、回收率大的特点。
本发明是这样实现的。组件为长方体形,膜管沿组件长度方向排布,料液的进、出口分别在长方体的两端,料液的流动方向与膜管轴向垂直。如图2所示为组件结构图主、俯剖视,1组件外壳、2膜芯、4、12环氧浇铸、7淡化液室出口、5料液入口、6料液出口、14、13进出口料液分布板、8法兰、9密封垫圈、10、11弹性保护体。工作时料液由入口5进入,经分布板7均布后经膜间间隙流过膜面,其前进方向与膜管轴向垂直。浓缩后的料液再由出口分布板和出口6排出。经膜处理后的淡化液由中心孔汇入淡化液室再由出口4排出。长方体的长、宽、高为L、W、H,通常L>H>W。为使料流分布更加均匀,进、出口可采取锥形或圆弧过渡,进、出口也可设在两端的底部。在体积相同的情况下(即膜面积相同)与图1所示的组件相比,本发明组件的流道面积大大降低(参见实施例后数据),料流分布更加均匀,膜的堆积和排列更容易控制。在组件内由于料流的前进方向与膜管轴向垂直,在膜管的作用下料流的方向在管间不断改变,膜管起到湍流促进作用。料液在较低流速下即可形成湍流状态。当膜管为外压管式膜时沿组件长度方向(料流方向)膜管音应采取正三角形排列,此时膜管的湍流促进效果及料流分布最好。组件的膜芯可分成几段,一是便于制造,再就是可减少换膜时的报废率。如所用的膜管直径较大,膜芯也可不用浇铸直接用螺纹组装,这样换膜更方便,费用更低。当处理较高浊度或粘度的料液时,组件应选用管式膜并使管间有适当的间隙以免堵塞流道。在两侧和底部内壁上有一层弹性保护体,起到保护膜和防止发生流道短路作用。组件所用的中空纤维和外压管式膜其制造技术为现有技术。本发明组件可以制成各种不同的规格,根据实际情况如料液性质、生产能力、回收率等进行选用或组合。
本发明实施例如下:
如图3所示为实施例组件结构主、俯剖视图,其各部分名称与图2所示相同,组件的内腔尺寸为800×200×500根据用途不同组件外壳选用不同的材料并满足不同的强度要求。弹性保护体为泡沫塑料,粘合在内壁上。膜选用带支撑体的外压管式膜,外径φ3,内径φ1,浇铸成三个元件。首先把膜管排列集束,一端浇铸密封,另一端浇铸后切开露出中心孔,再与淡化室粘为一体并保证强度和密封。浇铸粘合时根据需要调整膜间间隙,并使其呈正三角形排列,膜芯的尺寸要与外壳相配合。最后把膜芯通过淡化室上的法兰与外壳连接密封,三个淡化液室出口用管路连接。此时组件的膜面积可达58m2,装填密度为725m2/m3。
当图1所示组件的膜有效长度为1米,如使其膜面积为58m2,用同一种膜装填,则此时组件内径为2×(58/725×π)1/2=32cm。如不计膜管占有部分,该组件平均流道面积为π×32×100/2=5024cm2,为实施例组件的5024/20×50=5倍。如图1组件膜有效长度为50cm,经计算此时该组件的平均流道面积为实施例组件的3.5倍。当图1组件的有效长度为50cm,如使其平均流道面积与实施例相等,此时组件的内径为2×20/π=12.7cm,膜面积为π×0.1272×0.5×725/4=4.59m2,如膜面积为58m2需58/4.59=12.6个该组件。不考虑其它方面,只把12.6个组件串联起来,其流动阻力要比实施例组件大得多。
综上所叙本发明通过改变组件结构,大大降低了流道面积,提高了料流分布的均匀性,在流量相同的情况下与图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进作用使流态得到进一步改善,从而减轻了浓差极化和表面沉积凝胶现象增强了组件的抗污能力,提高了组件的分离性能和使用寿命。在膜面流速相同的情况下泵的流量可大大降低,回收率增大。当本发明组件使用外压管式膜并使其有一定的间隙,可以降低对前处理的要求,降低了设备投资和运转费用及操作难度,最适合用于处理较高浊度和粘度的料液及要求回收率大,浓缩倍数高的场合。本组件装填密度大,安装换膜方便。
Claims (1)
1、一种膜分离组件,适用于中空纤维和外压管式膜,其特征在于:组件为长方体形,进、出料口在长方体的两端,膜管沿组件长度方向排布,料液流动方向与膜管轴向垂直。
Priority Applications (1)
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CN 93247520 CN2191031Y (zh) | 1993-12-12 | 1993-12-12 | 新型膜分离组件 |
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CN2191031Y true CN2191031Y (zh) | 1995-03-08 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-12-12 CN CN 93247520 patent/CN2191031Y/zh not_active Expired - Fee Related
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GR01 | Patent grant | ||
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