一种套管式膜组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蒸汽渗透、气体膜分离等技术领域，尤其涉及一种套管式膜组件。
【背景技术】
[0002]膜分离技术具有分离效率高、能耗较低、过程简单、易与其它工艺组合使用等特点，近些年来发展迅速，已经成为解决当前人类面临的能源、资源、环境等关键问题的重要手段，成为世界各国科学家研究的热点。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，应用于分离的膜主要有管式膜以及平板膜，一般管式膜主要应用于中高压的分离过程，而平板膜主要应用于中低压的分离过程，相对于平板膜，管式膜更具有工业化意义。在实际使用过程中，管式膜需要装配在膜组件中构成成套膜组件才能满足工业化应用，因此膜组件是管式膜应用的基础。
[0003]在膜组件的设计过程中，必须考虑到物料在膜组件内部的流向分布以及浓差极化，物料尤其是气体在膜组件内的流动实现充分无死角分布，方可最大化发挥管式膜的效能。在膜分离过程中，被膜截留物质膜表面积累，使得膜表面被截留物质浓度高于物料主体浓度，会导致膜表面被截留物质向物料主体反向扩散流动，这种现象就是浓差极化，浓差极化会影响膜元件的分离性能，膜组件设计时须充分考虑。
[0004]有鉴于此，有必要提出一种套管式膜组件。
【实用新型内容】
[0005]为了解决目前物料在组件易形成短路，膜管表面的物料流动状态不可调以及物料长期对膜管直接冲刷易使膜受损等技术问题。本实用新型的目的在于提供一种套管式膜组件，可充分实现混合物的分离，尤其是气体混合物，在膜组件内部流向无死角分布，最大化发挥膜元件的功能；同时管式膜的螺纹管之间间距和深度可调，改变混合物料在膜表面的流动状态，充分实现混合物在膜表面的紊流，减轻浓差极化的影响，同时膜管夹套的存在也避免了物料长期对膜管的直接冲刷而使膜管受损的情况。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种套管式膜组件，所述套管式膜组件包括管壳、位于管壳一端的封头、位于管壳另一端的夹套筒体和夹套封盖，所述封头上设有渗透侧出口，所述夹套筒体上设有原料进口和渗余侧出口，所述管壳内设有第一隔板、若干膜管及套设于膜管外的膜管夹套。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述管壳与夹套筒体之间设有第二隔板，所述管壳上设有管壳分流进口和管壳分流出口，所述第二隔板、夹套筒体上的原料进口、夹套筒体上的渗余侧出口、管壳分流进口、管壳分流出口构成了一个完整的导流结构。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述管壳两端分别对应设有用于固定膜管的第一管板与第二管板、以及第一压板和第二压板。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述第一管板与第一压板、以及第二管板与第二压板在管壳外分别通过法兰和配套螺栓连接，在管壳内与膜管连接时采用O型圈或者石墨填料环进行密封，并采用螺栓固定。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述管壳材质为不锈钢材料、玻璃钢或工程塑料。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述膜管上的膜为陶瓷膜或陶瓷复合膜，陶瓷复合膜为聚合物/陶瓷复合膜、分子筛/陶瓷复合膜、或混合基质材料/陶瓷复合膜。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述膜管为单管式或多通道式。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述膜管夹套为直管或螺纹管，所述膜管夹套的管壁设有若干开孔。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述膜管夹套为螺纹管，螺纹管的螺纹间距与螺纹管直径比范围为0.1?I，螺纹深度与螺纹管直径比范围为0.001~0.1。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述套管式膜组件所分离的介质为气体混合物或液体混合物。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]在膜管外部设有膜管夹套，并在膜管夹套上开有开孔，减少物料对膜管表面的直接冲刷和磨损；
[0019]在管壳上设置分流进口和分流出口，在夹套筒体上设有原料进口和渗余侧出口以及在管壳与夹套筒体之间设置的第二隔板，通过这种独特的导流结构来控制物料的流动情况，使得物料必须从管壳的进口进入膜组件，经膜分离、渗透物料在封头处得到收集，渗余的物料则从管壳的出口流出，有效的避免物料在组件中走短路的现象；
[0020]通过调节膜管夹套上开孔的大小以及螺纹管间距和深度，使得物料在膜管表面的流动情况可调，充分实现混合物在膜表面的紊流，从而减轻浓差极化的影响。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型一【具体实施方式】中套管式膜组件的剖面结构示意图。
[0022]图2a为图1中套管式膜组件沿A-A向的单管式膜管的截面图；图2b为本实用新型另一实施方式中四根多通道式膜管的截面图。
[0023 ]图3为图1中套管式膜组件沿B-B向的截面图。
[0024]图4a、4b、4c分别为图1中Ι、Π、ΙΠ局部剖视图。
[0025]其中:
[0026]1、封头，2、第一压板，3、法兰，4、第一管板，5、管壳，6、膜管夹套，7、膜管，8、夹套筒体，9、夹套封盖，10、0型圈，11、第一隔板，12、第二管板，13、第二压板，14、第二隔板，D、原料进口，E、渗余侧出口，F、管壳分流进口，G、管壳分流出口，N1、渗透侧出口。
【具体实施方式】
[0027]以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0028]本实用新型一【具体实施方式】中公开了一种套管式膜组件，用于分离介质，该介质可以为气体混合物或液体混合物，本实施方式中优选以分离气体混合物为例进行说明。
[0029]参图1所示，套管式膜组件包括管壳5、位于管壳一端的封头1、位于管壳另一端的夹套筒体8和夹套封盖9，管壳5内设有若干膜管7、套设于膜管外的膜管夹套6以及第一隔板
11。其中，封头I上设有渗透侧出口 NI，夹套筒体8上设有原料进口 D和渗余侧出口 E，原料进口和渗余侧出口，分别用来进气和出气。
[0030]结合图3所示，管壳5与夹套筒体8之间设有第二隔板14，夹套筒体8上设有原料进口 D和渗余侧出口 E，管壳5上设有管壳分流进口 F和管壳分流出口 G。待分离的物质从原料进口 D进入后只能从管壳分流进口 F进入夹套筒体，待分离的物质在膜管内实现分离的过程，最后，未透过膜的物质从管壳分流出口 G出来，并在渗余侧出口E被收集，在此过程中第二隔板14、原料进口 D、渗余侧出口 E、管壳分流进口 F、管壳分流出口 G构成了一个完整的导流结构，避免了待分离的物质在筒体内走短路。
[0031]参图1并结合图4a~4c所示，管壳5两端分别对应设有用于固定膜管7的第一管板4与