专利名称：新型膜分离组件的制作方法
技术领域：
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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号B01D63/02GK2191031SQ93247520
公开日1995年3月8日 申请日期1993年12月12日 优先权日1993年12月12日
发明者于井力 申请人:于井力