专利名称：提高膜通量的方法及其膜组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及 膜蒸馏技术领域，特别涉及一种提高膜通量的方法及其膜组件。
背景技术：
我国中西部的内蒙、甘肃、宁夏等地区太阳能资源十分丰富。但是这些地区水 资源比较缺乏，饮用的地表水多为高矿高氟苦咸水，而且偏远地区常规能源比较缺乏， 因此，可以充分利用太阳能资源采用膜蒸馏技术净化苦咸水，特别是对于一些交通、电 力都不发达的偏远地区具有良好的社会效益和经济效益。膜蒸馏(Membrane Distillation，MD)是膜技术与蒸发过程相结合的膜分离过
程，其所用的膜为不被待处理的溶液润湿的疏水微孔膜。现以空气隙式膜蒸馏(Air Gap Membrane Distillation, AGMD)为例说明其工作原
理。如图1所示，膜的一侧(热侧)与高温原料水溶液(或称原料液，热侧溶液，热工 质)相接触，膜的另一侧(即冷侧)与低温冷壁相邻。传递组分在膜的热侧蒸发汽化， 借助热侧与冷侧之间相当于温度差的蒸气压差，促使热侧产生的蒸气通过膜的微孔，再 经空气隙扩散到达冷侧的冷壁表面被冷凝下来，而液相水和溶质由于多孔膜的疏水作用 (即表面张力)无法透过膜被截留在热侧，从而达到了液相水溶液与气相水分离的目的。由上述可知，膜蒸馏是热量和质量同时传递的过程，传质的推动力为膜两侧透 过组分的蒸汽压差。因此，实现膜蒸馏必须有两个条件1)膜蒸馏所用的膜必须是疏水 微孔膜；2)膜两侧要有一定的温度差存在，以提供传质所需的推动力。另外，膜蒸馏的重要指标是追求尽可能高的蒸馏通量，也称膜通量(膜通量⑴ 是指单位时间内通过单位膜面积的物质量，单位是千克/平方米·小时(kg/m2 · h)或 千摩尔/平方米·小时(kmol/m2 · h))，在膜蒸馏过程中操作温差、冷热端流量、温度 与浓度极化(边界层)等许多因素都会影响蒸馏通量。当操作条件一定时，温度与浓度 极化(边界层)是造成膜通量降低的两个非常重要因素。其中，1)热量传递与温度极化现象膜蒸馏依靠相变实现分离，蒸发潜热伴随水蒸汽的流动进行输送，该输送过程 的主要阻力集中于汽液界面的蒸发与冷凝。温度极化现象(温度边界层)是指膜蒸馏 过程中，溶液在膜面的热侧要发生汽化就必须吸收大量的汽化热，结果使近膜面处的温 度低于溶液主体的温度，在膜面处产生温度极化边界层。由于温度极化边界层的存在， 使得膜两侧的饱和蒸汽压差减小，从而影响膜通量。2)质量传递与浓度极化现象空气隙膜蒸馏传质过程包括水分子从料液传递到膜面热侧，在膜面热侧汽化成 水蒸气，然后通过膜孔扩散到膜的冷侧，通过空气隙到达冷壁遇冷凝结成水。浓度极化现象(浓度边界层)是指膜蒸馏过程中，溶液在膜面的热侧发生汽化 使膜面处的溶液浓度会逐渐升高，结果膜面处的溶液浓度比溶液主体浓度高，从而形成 了浓度极化边界层。浓度极化边界层的存在使得从膜面到溶液主体产生溶质的扩散流，增加了从溶液主体到膜面的传质阻力，使膜通量降低。目前可采用搅拌、加置挡板、超声激励等技术来减少边界层对膜通量的影响。Paz Godino 等在 Journal of Membrane Science 121 (1996) 83-93， "Membrene distillation theory and experiments”中，在膜组件中加入了机械搅拌装置，使物料混合
均勻，破坏温度浓度极化现象，使蒸馏溶液的浓度与温度保持均勻，达到提高膜通量的 效果。但发明人在实现本发明的过程中发现这种采用加设搅拌装置的缺陷在于增加膜 组件的尺寸，给膜蒸馏装置的结构设计带来一定的难度，使装置结构复杂，不易拆装清 洗，且需要消耗能源，增加生产成本。此外，现有的膜蒸馏装置使操作过程中热溶液的入流方向与膜面垂直，成90度 的角度(称法向入流)，采用该方法入流的热溶液虽对膜面处产生扰动，但幅度不大； 在一定程度上可削弱膜两侧的温度和浓度极化现象，但膜通量提高有限，影响了分离效率。
发明内容
本发明实施例提供一种提高膜通量的方法及其膜组件，通过采用入流调整结 构，使得从热工质容腔的进口流入的热 工质的入流方向调整为沿着膜面的切向方向并在 膜附近产生涡流，从而降低膜两侧的温度和浓度极化现象，提高膜通量；并且该膜组件 结构简单、操作和拆装容易、易清洗并耐腐蚀。本发明实施例提供一种提高膜通量的方法，该方法包括在膜组件的热工质容 腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。本发明实施例还提供一种膜组件，该膜组件包括设有冷壁的冷工质容腔、设有 膜的热工质容腔，该膜的渗透侧与该冷壁之间具有间隙，该冷工质容腔设有进出口、热 工质容腔设有进出口；其中，该热工质容腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的 切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。本发明实施例的有益效果在于，通过采用入流调整结构，使得从热工质容腔的 进口流入的热工质的入流方向调整为沿着膜面的切向方向并在膜附近产生涡流，从而降 低膜两侧的温度和浓度极化现象，提高膜通量；并且该膜组件结构简单、操作和拆装容 易、易清洗并耐腐蚀，适合化工、食品、医药、电子等工业领域的水处理、产品分离、 生成高纯水等，尤其适合淡水缺乏地区，如西部地区的淡水生产。
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部 分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中图1空气隙膜组件工作原理示意图；图2是本发明实施例2的空气隙膜组件的结构示意图；图3A是本发明实施例的热工质容腔的主视图；图3B是本发明实施例的热工质容腔的右视图；图3C是沿着图3A所示的A-A的剖视图之一；图3D是沿着图3A所示的A-A的剖视图之二 ；
图4A是本发明实施例中热工质容腔内的分水盘的结构示意图；图4B是本发明实施例中沿着图4A所示的B_B的槽的剖面示意图；图5是采用图3A的分水盘使得热工质容腔的进口流入的热工质沿着膜面的切向 方向旋转入流的示意图；图6A是本发明实施例中热工质容腔内的连接构件的结构示意图；图6B是本发明实施例中沿着图6A所示的C-C的剖面示意图；图7A是本发明实施例的冷工质容腔的主视图；图7B是本发明实施例的冷工质容腔的左视图；图7C是沿着图7A所示的D-D的剖视图；图8是图7A至7C所示的冷工质容腔上冷壁的放大图；图9是本发明实施例的多层平板空气隙膜组件的结构示意图之一；图10是本发明实施例的多层平板空气隙膜组件的结构示意图之二 ；图11是图10中在两个热工质容腔之间的冷工质容腔的结构剖示图；图12是图10中在两个冷工质容腔之间的热工质容腔的结构剖示图；图13是本发明实施例的多层平板空气隙膜组件的结构示意图之三。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图，对 本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发 明，但并不作为对本发明的限定。实施例1本发明实施例提供一种提高膜通量的方法，该方法包括在膜组件的热工质容 腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。 目前，在通常的膜组件中，热工质是通过热工质容腔进口直接流入热工质容腔 (热容腔)，即，热工质在热容腔中通常是整体沿垂直于膜面方向流动(法向入流)到达 膜面，此时产生浓度极化和温度极化现象较严重，传质和传热效率都会因此而降低。本发明实施例采用入流调整结构调整热工质的入流方向，使热工质被送入热容 腔后不直接冲击膜面，而是通过入流调整结构沿着膜面的切向旋转入流并在膜面附近产 生涡流，这样的切向旋转入流可冲刷膜面，达到破坏浓度和温度极化、使边界层变薄、 提高膜通量的目的。在本实施例中，设置于热工质容腔内的入流调整结构可为任意，只要该结构使 得入流沿着膜面的切向旋转入流并在膜面附近产生涡流即可。在本实施例中，该入流调整结构为与膜平行设置的分水盘，该分水盘与膜之间 具有一定间隙，即形成一定空间。该分水盘周边沿径向设置至少一个与该分水盘水平面 成一定角度的槽，通过该分水盘使得从热工质容腔的进口流入的热工质从槽进入分水盘 与膜之间形成的空间，以使该热工质沿着膜面的切向方向旋转入流，并在膜附近产生涡 流。在本实施例中，该切向是相对膜面而言，工质在热容腔中沿轴向流动，经分水 盘的槽流出后其流动方向与膜面水平方向成一定角度为切向流动，该切向流动产生了旋转，切向旋转流动在膜面表面会产生剪切力，减小了污染形成的凝胶层的堆积，提高膜
通量。 其中，在具体应用中，该槽与分水盘水平面所成的角度任意，优选可为30度、 或者45度、或者60度、或者90度。该槽的数量可任意，优选可为4个、6个、8个、 10个或12个等，可均勻分布。这样，热工质可从均勻分布的槽进入分水盘与膜之间形成 的空间，以使该热工质沿着膜面的切向方向旋转入流，并在膜附近产生涡流，更有效地 破坏浓度和温度极化、使边界层变薄、提高膜通量。在本实施例中，该膜组件可为空气隙膜组件，可采用任意膜组件，如平板式膜 组件等。若采用平板式膜组件，其形状可任意，如圆形、椭圆形、矩形等。此外，为了更进一步提高膜通量，可采用多个热工质容腔和多个冷工质容腔， 从而形成多层平板膜组件。优选可在两个热工质容腔之间的冷工质容腔设有两个冷壁， 在两个冷工质容腔之间的热工质容腔的两侧均设置膜，并且在每个膜附近均设有与该膜 平行的入流调整结构。由上述实施例可知，通过采用设置有槽的分水盘调整热工质的入流方向，使热 工质被送入热容腔后不直接冲击膜面，而是通过入流调整结构沿着膜面的切向旋转入流 并在膜面附近产生涡流，这样的切向旋转入流可冲刷膜面，达到破坏浓度和温度极化、 使边界层变薄、提高膜通量的目的。此外，通过采用多层平板膜组件可进一步提高膜通量。实施例2本发明实施例提供一种膜组件，如图2所示，该膜组件包括设有冷壁的冷工质 容腔202、设有膜的热工质容腔201，膜的渗透侧与冷壁之间具有间隙，冷工质容腔202 设有进出口、热工质容腔201设有进出口；其中，热工质容腔201内设置入流调整结构， 使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。这样，通过采用入流调整结构调整热工质的入流方向，使热工质被送入热容腔 后不直接冲击膜面，而是通过入流调整结构沿着膜面的切向旋转入流并在膜面附近产生 涡流，这样的切向旋转入流可冲刷膜面，达到破坏浓度和温度极化、使边界层变薄、提 高膜通量的目的。如图2所示，该热工质容腔201可通过进口和出口与热工质循环系统组成回路， 冷工质容腔202可通过进口和出口与冷工质循环系统组成回路。该膜组件可为空气隙膜组件，可采用任意膜组件，如平板式膜组件等。若采用 平板式膜组件，其形状可任意，如圆形、椭圆形、矩形等。例如，在本实施例中，采用 圆形平板空气隙膜组件。在本实施例中，设置于热工质容腔201中的入流调整结构(图2中未示出)为 与膜平行设置的分水盘，该分水盘与膜之间具有一定间隙。若采用圆形平板空气隙膜组 件，优选地该分水盘也采用圆形，但对于本领域的技术任意来讲，该分水盘的形状不仅 仅为圆形，还可采用其它任意形状。以下对本发明实施例的设置分水盘、且分水盘形状为圆形的热工质容腔的结构 进行详细地说明。图3A是本发明实施例的热工质容腔的主视图(带有进水管和出水 管)，图3B是本发明实施例的热工质容腔的侧视图(带有进水管和出水管)，图3C和图3D是沿着图3A所示的沿着A-A的剖视图(带有进水管和出水管)，图4A是分水盘结构 示意图；图4B是图4A中沿B-B的槽的剖面示意图；图5是采用图4A的分水盘使得热 工质容腔的进口流入的热工质沿着膜面的切向方向旋转入流的示意图，图6A是本发明实 施例中热工质容腔内的连接构件的结构示意图；图6B是图6A中沿C-C的剖视图。以 下结合附图对本发明实施例的热工质容腔的结构进行说明。如图3A至3D所示，该热工质容腔201包括壳体300、设置在壳体300上的进口 301和出口 302、以及设置在热工质容腔的壳体300上的膜303。其中，该进口 301、出 口 302通过进水管Tl和出水管T 2与热工质循环系统组成回路。该热工质容腔201的壳体300内部设置分水盘304，与膜303平行设置，这样， 在膜303和分水盘304之间形成一定的工质空间A，分水盘304的结构如图4A所示。图4A是本发明实施例的分水盘结构示意图，图4B是本发明实施例的分水盘上 的槽沿A-A的剖视图。以下以分水盘为圆形为例进行说明。如图4A所示，该分水盘304周边沿径向设置至少一个与该分水盘水平面成一定 角度的槽401，通过该分水盘304使得通过进水管Tl从热工质容腔的进口 301流入的热 工质从槽401进入分水盘304与膜303之间形成的空间A，以使该热工质沿着膜面的切向 方向旋转入流，并在膜附近产生涡流。如图4B所示，该槽401与分水盘304水平面所成的角度α任意，优选可为30 度、或者45度、或者60度、或者90度。该槽的数量可任意，优选可为4个、6个、8 个、10个或12个等。例如，在本实施例中，采用6个槽并且互成60度分布。这样，热 工质可从互成60度均勻分布的6个槽进入分水盘与膜之间形成的空间Α，以使该热工质 沿着膜面的切向方向旋转入流，并在膜303附近产生涡流，更有效地破坏浓度和温度极 化、使边界层变薄、提高膜通量。如图4Α所示，分水盘304上还设置有通孔402，在本实施例中，该通孔402设 置在圆盘的中心，但不限于此，还可设置在分水盘的任意地方。如图3C和图3D所示，热工质容腔201的壳体300内还设置有连接构件305，如 图3C、3D、图6Α和6Β所示，连接构件305设有通道601，通道602，其中，通道601 和602与分水盘304的通孔402连通。这样，可将通道602与热工质容腔的出口 302连 通，使得分水盘304与膜303之间的工质空间A的热工质通过分水盘304的通孔402、连 接构件305的通道601和通道602、热工质容腔的出口 302流出。在本实施例中，可将 出水管Τ2通过热工质容腔201的出口 302设置于通道602中，使得从分水盘304的通孔 402和连接构件305的通道601的热工质通过该出水管Τ2流出。如图3Α和3C、3D所示，分水盘304可通过固定元件306，如螺钉固定在连接 构件305上，从而通过连接构件305设置于热工质容腔201内，但不限于此，还可采用其 它方式设置分水盘304。如图3C、3D所示，可采用压盖307将膜303设置在热工质容腔的壳体300上， 压盖307可采用固定元件308，如螺钉设置在热工质容腔的壳体300上。此外，为了密 封，还设置密封元件309，如密封圈。如图3Α所示，在热工质容腔的壁面上开设排气口 310，排出多余的气体，使热 工质充满腔体。
此外，如图3C、3D所示，为了防止热工质泄漏，在连接构件305设置分水盘 304相对的一侧设置堵片311。为了进一步防止热工质泄露，还可在堵片311的外侧设置闷盖312，如图3C所 示，该堵片311和闷盖312之间具有一定空间D。并且可采用固定元件，如螺钉将该闷 盖312设置于热工质容腔的壳体300上。此外，如图3D所示，在堵片311的外侧不设置 闷盖312，而设置一起密封作用的膜313，可采用压盖314将该起密封作用的膜314设置 在壳体300上。在本实施例中，可将分水盘304、连接构件305及热工质容腔的壳体300之间的 环形空间的腔体称为进水腔体H。其中，可将进水管Tl插入热工质容腔的进口 301，热 工质通过进水管Tl进入热工质容腔的进水腔体H。由上述实施例可知，热工质通过进水管Tl进入热工质容腔的进水腔体H后，通 过分水盘304的槽401进入膜303和分水盘304之间形成的空间A，这样，将热工质的入 流方向调整为沿着膜面的切向方向旋转入流，该入流方向如图5所示；其中，由于热工 质通过槽401流入，在膜303附近产生较强的涡流，因此，有效地破坏浓度和温度极化、 使边界层变薄、提高膜通量。此外，热工质沿着分水盘304的通孔402、连接构件305的 通道601、出水管T2流出。在本实施例中，该固定元件306、308可为沉头螺钉，密封元件可采用0型密封 圈，该密封圈的材料可为 耐热橡胶。上述对本发明实施例的热工质容腔的构成进行了说明，在具体应用中，分水盘304:材料可为塑料；具有一定厚度，该厚度可为3mm至5mm;外径可 为Φ115ιηιη;均布多个槽401，其中，槽的数量可为4、6、8、10、12个等，槽的进深可 为8mm、10mm、12.5mm等，槽的宽可度为2mm、3mm、4mm等，槽与分水盘水平面成 一定角度 α，如 30°、45°、60°、90° 等。压盖307:材料可采用不锈钢(镀硌处理)，外径可为Φ160ιηιη，厚度可为 6mm，环内侧开30度的斜面。进水腔体分水盘304、连接构件305及热工质容腔的壳体300之间环形空间 的腔体为进水腔体，热工质容腔的壳体300内径可为Φ 112mm，固定元件306外径可为 Φιηιη85。膜303，有效面积可为 A= Jir2 = 3.14Χ (11.5cm/2)2 = 0.01038689m2，与冷工
质容腔的冷壁接触，中间为空气隙。空气隙厚度靠垂直于冷壁上的六角螺栓的旋进旋出 调节，保证膜与冷壁有一定间隙。上述对热工质容腔201的构成进行了说明，对于冷工质容腔202可采用现有的任 意一种结构即可，也可采用本发明实施例所述的结构。图7A是本发明实施例的冷工质容腔的主视图；图7B是本发明实施例的冷工质 容腔的左视图；图7C是沿着图7A所示的D-D的剖视图。如图7A至7C所示，冷工质容腔202包括壳体700、设置于壳体700上的进口 701和出口 702、冷壁703、分水盘704、连接构件705，其中，分水盘704、连接构件705 的结构如图4A和4B、6A和6B所示，此处不再赘述。此外，冷工质容腔202还可包括 闷盖706 ；密封元件707，如O型密封圈(2个)；堵片708 ；固定元件709。
其中，连接构 件705可连接堵片708和分水盘704，堵片708与闷盖705之间有
一定的空间B。分水盘704与堵片708之间的腔体、以及壳体700内径和连接构件705外径之间 形成的环形空间称之为出水腔体G，分水盘704与冷壁703间的腔体称之为冷壁腔体C。 此外，由固定元件709将分水盘704固设在连接构件705上，将闷盖707固设在壳体700。此外，与热工质容腔类似，将进水管T3和出水管T4分别插入进口 701和出口 702，其中，可将进水管T3通过冷工质容腔202的进口 701设置于连接构件705的通道 602中。这样，在冷工质容腔中，冷工质由进水管T3流入冷壁703和分水盘704之间的 冷壁腔体C;然后由分水盘704的槽401流出到出水腔体G，由出水管T4流出。图8是图7C所示的冷壁在E处的局部放大图。如图8所示，该冷壁的横截面为 三角形的竖直沟槽。在具体应用中闷盖706:作用为密封冷工质容腔，材料可为塑料，直径可为 Φ 160mm,均布12个六角型螺栓，螺栓孔中心距可为Φ 138mm。堵片708:由塑料板制作，外径可为Φ 115mm，在Φ 55mm的圆周上均布4个螺栓。壳体700:材料可采用尼龙，其外径可为Φ 160mm，内径可为Φ 112mm。冷腔进水管T3:内径可为Φ 10mm，材料为尼龙，插在连接构件705上，以螺 纹连接，以密封圈密封。连接构件705外径可为Φ 85mm。分水盘704:厚度可为3mm，材料可为塑料，外径可为Φ115ιηιη，均布 6 X 12.5mm 的槽。冷壁703:材料为铜，铜壁的横截面为三角形的竖直沟槽，如图8所示。由上述实施例可知，通过采用入流调整结构调整热工质的入流方向，使热工质 被送入热容腔后不直接冲击膜面，而是通过入流调整结构沿着膜面的切向旋转入流并在 膜面附近产生涡流，这样的切向旋转入流可冲刷膜面，达到破坏浓度和温度极化、使边 界层变薄、提高膜通量的目的。实施例3在实施例2中以平板式空气隙膜组件、且该膜组件包括一个热工质容腔201和一个冷工质容腔202为例进行了说明。在实施例2的基础上，为了进一步扩大产水量，该膜组件可包括多个热工质容 腔201和多个冷工质容腔202，并且冷工质容腔和热工质容腔间隔设置。如图9所示，采用4层平板空气隙膜组件以提高产水量。其中，热工质容腔901 和冷工质容腔902的构成如实施例2所述，此处不再赘述。如图10所示，采用5层平板式空气隙膜组件，为了进一步提高产水量，可采用 3个冷工质容腔202、2个热工质容腔201，其中，冷工质容腔202设置在外侧，设置于两 个热工质容腔201之间的冷工质容腔202两侧均为冷壁，并且冷工质容腔202内可设置两 个分水盘，如图11所示；设置于两个冷工质容腔202之间的热工质容腔201两侧均设有 膜，并且在每个膜附近均设有与膜平行的分水盘，如图12所示。如图13所示，采用5层平板式空气隙膜组件，除了上述布置方式之外，还可将热工质容腔201放置在外侧，设置于两个热工质容腔201之间的冷工质容腔202两侧均为 冷壁，并且冷工质容腔内设置两个分水盘，如图11所示；设置于两个冷工质容腔202之 间的热工质容腔201两侧均设有膜，并且在每个膜附近均设有与膜平行的分水盘，如图 12所示。在上述实施例中，该膜组件可应用于任意一种膜蒸馏装置，如电加热型膜蒸馏 装置或太阳能膜蒸馏装置，在我国中西部的内蒙、甘肃、宁夏等地区太阳能资源十分丰 富的地区优选可应用于太阳能膜蒸馏装置中。由上述实施例可知，通过采用多层平板膜组件、且在热工质容腔内设置入流调 整结构调整热工 质的入流方向，使热工质被送入热容腔后不直接冲击膜面，而是通过入 流调整结构沿着膜面的切向旋转入流并在膜面附近产生涡流，这样的切向旋转入流可冲 刷膜面，达到破坏浓度和温度极化、使边界层变薄、提高膜通量的目的。并且该膜组件 结构简单、操作和拆装容易、易清洗并耐腐蚀，适合化工、食品、医药、电子等工业领 域的水处理、产品分离、生成高纯水等，尤其适合淡水缺乏地区，如西部地区的淡水生 产。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发 明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种提高膜通量的方法，其特征在于，所述方法包括在膜组件的热工质容腔内 设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述入流调整结构为与所述膜平行设置 的分水盘，所述分水盘与膜之间形成一定的空间；所述分水盘周边沿径向设置至少一个 与所述分水盘水平面成一定角度的槽，通过所述分水盘使得从所述热工质容腔的进口流 入的热工质从所述槽进入所述分水盘与膜之间形成的空间，以使所述热工质沿着膜面的 切向方向旋转入流，并在所述膜附近产生涡流。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述槽与所述分水盘水平面的角度为 30度、或者45度、或者60度、或者90度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述槽的数量为4个、6个、8个、10 个或12个，且均勻分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膜组件采用平板式膜组件。
6.—种膜组件，所述膜组件包括设有冷壁的冷工质容腔、设有膜的热工质容腔，所 述膜的渗透侧与所述冷壁之间具有间隙，所述冷工质容腔设有进出口、热工质容腔设有 进出口；其特征在于，所述热工质容腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向 方向旋转入流并在膜附近产生涡流。
7.根据权利要求6所述的膜组件，其特征在于，所述入流调整结构为与所述膜平行设 置的分水盘，所述分水盘与膜之间形成一定的空间；所述分水盘周边沿径向设置有至少 一个与所述分水盘水平面成一定角度的槽，通过所述分水盘使得从所述热工质容腔的进 口流入的热工质从所述槽进入所述分水盘与膜之间形成的空间，以使所述热工质沿着膜 面的切向方向旋转入流，并在所述膜附近产生涡流。
8.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述槽与所述分水盘水平面的角度为 30度、或者45度、或者60度、或者90度。
9.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述槽的数量为4个、6个、8个、 10个或12个，且均勻分布。
10.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述分水盘上还设置有通孔；所述热工质容腔内还设置有连接构件，所述连接构件设有通道，所述通道与所述分水盘的通孔、所述热工质容腔的出口连通，使得所述分水盘与所述膜之间的空间的热工 质通过所述分水盘的通孔、所述连接构件的通道、所述热工质容腔的出口流出。
11.根据权利要求6所述的膜组件，其特征在于，所述膜组件为平板式膜组件。
12.根据权利要求11所述的膜组件，其特征在于，所述冷工质容腔为一个或一个以 上、所述热工质容腔为一个或一个以上，并且所述冷工质容腔和热工质容腔间隔设置。
13.根据权利要求12所述的膜组件，其特征在于，设置于两个热工质容腔之间的冷工 质容腔两侧均为冷壁；设置于两个冷工质容腔之间的热工质容腔两侧均设有膜，并且在每个膜附近均设有 与所述膜平行的入流调整结构。
全文摘要
本发明提供一种提高膜通量的方法及其膜组件。该方法包括在膜组件的热工质容腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流。通过本发明实施例，在膜组件的热工质容腔内设置入流调整结构，使热工质沿着膜面的切向方向旋转入流并在膜附近产生涡流，从而可降低膜两侧的温度和浓度极化现象，提高膜通量；并且该膜组件结构简单、操作和拆装容易、易清洗并耐腐蚀。
文档编号B01D65/00GK102019145SQ200910176458
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者杨晓宏, 王亚辉, 田瑞, 董银元, 贾立庄 申请人:内蒙古工业大学