中空纤维薄膜的清洗制造技术

一种把细微颗粒从悬浮液中回收的方法和装置。它有一工作循环，包括：使颗粒集聚的集聚阶段和中断供入悬浮液的回洗阶段。装置包括：壳体（１１）和其内固定的一组中空多微孔聚合纤维（１２）。集聚阶段压力悬浮液送入纤维外侧，滤液从纤维内腔流出。在回洗阶段，停止供料后壳体被密封，在壳体向大气开通前或之后，在内腔作用一压力流体源使纤维壁上产生压力突降，从而压力流体穿过壁部。使壁中大部分杂质去除。然后再引入悬浮液使集聚阶段重新开始。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于使用一种中空纤维薄膜使悬浮流体中的固体粒子(或颗粒)集聚的方法，并且具体而言涉及用回洗使中空纤维薄膜得到周期性清洗的方法和装置。在悬浮液中使固体颗粒集聚的先有技术方法在576，424和582，968号澳大利亚专利说明书中已有叙述，这些说明书中内容和附图在此引用作为相互参照。在该先有技术中，集聚作用是借助于一种滤芯来实现的，该滤芯由包含在一封闭滤筒或壳体内的一束中空多孔聚合纤维组成。采用聚氨酯封装化合物使各纤维的两端在滤筒内定位并使滤筒的两端封闭住但又不会堵塞住纤维的内腔。在先有技术中能使颗粒有效集聚所需的薄膜传导压力差是通过采用所需的泵、其它辅助设备、当然也包括有一封闭住的滤筒给送入的原料加压而实现的。这类先有技术集聚装置的回洗涉及下述使在封闭壳体内中空纤维两端的压力增加到一相对较高量值，然后壳体侧的纤维壁突然卸压而使作用于纤维壁内外侧的压力突然形成一压力差，从而实现回洗。本专利技术的一个目的在于提供一种通过采用反流方式去除残留在滤芯上的颗粒的改进方法，这种方法确保迅速地移去残留颗粒而且分离和去除颗粒的方法可在相当长时期内反复应用。本专利技术，至少在一些实施例中，提供了一种回洗中空纤维滤芯的方法，这种方法保留了先有技术中的某些特点，但对这些特点的很多内容进行了优化(或改善)以改进其性能。因此关于本专利技术广泛采用的形式中，提供了一种回洗许多具有微孔性壁的中空纤维的方法，这种多微孔的纤维壁承担过滤的作用，其特点在于所输入的含有污染物(或杂质)的物质作用在滤筒或壳体内所述中空纤维的外表面，过滤液从纤维内腔的端部流出，所述方法包括(a)停止向所述纤维的所述外表面供料而使过滤工作停止；(b)封闭壳体并从所述内腔中排出剩下的滤液；(c)在开启壳体使之通向大气之前或同时或随后，在所述内腔作用一压力流体源，使得跨越纤维壁部形成压力突降从而使所述压力流体穿过所述壁部；(d)随所述压力突降后在所述内腔内使压力按一预定的量值维持足够长的时间，以使积聚在所述纤维壁内和/或纤维壁上的大部分杂质被去除；(e)通过应用一种液流流过所述纤维壁表面来清洗去除杂质；和(f)向所述纤维的所述外表面引入所述供入原料而使过滤工作重新开始。在回洗阶段，从负的薄膜传导压力(TMP)开始增加到该TMP相应于压力突降达到最大值之间的时间间隔最好约在0.05秒至5秒的范围内。在重新开始过滤工作之前纤维最好先经再润湿处理。最好在流体压力仍作用于所述内腔时把供入液体泵入滤器的壳体侧。其结果会引起液体/流体围绕薄膜小孔扰动或发泡从而进一步改善去除残留固体颗粒的效果。该阶段流体压力最好应比壳体侧的压力大10KPa至800KPa左右。最好所述方法的各步骤可构成一个包括固体颗粒集聚和回洗循环的连续过程。作为一种变通的最佳形式，步骤(b)可通过 所述剩下的滤液自行从所述内腔中排出来实现。从更为广泛的角度来看，本专利技术提供了一种用于使细微颗粒从供入的悬浮液中分离回收的集聚装置，所述装置具有一工作循环，该循环包含使供入的悬浮液中固体颗粒集聚的循环集聚阶段和阻止向集聚装置供入悬浮液的循环回洗阶段，所述集聚装置包括(i)一壳体；(ii)一组具有弹性、中空、多微孔的聚合纤维，各纤维的两端均固定在壳体内；(iii)在所述循环的集聚阶段把具压力的悬浮液供入至纤维外侧的装置；(iv)在所述工作循环时使滤液化纤维内腔中排出的装置；(v)通过停止向所述纤维的所述外表面供入原料而使循环的集聚阶段中止的装置；(vi)使壳体封闭和向大气开通的装置；(vii)从所述内腔排出剩余滤液的装置；(viii)在使壳体向大气开通之前或同时或紧随其后使一压力流体源作用于所述内腔的装置，这样可使纤维壁部产生压力突降，从而所述压力流体穿过所述壁部；(ix)紧随所述压力突降之后在所述内腔中使压力在一充分长的时间内维持在一预定量值的装置，使得在所述纤维壁内和/或纤维壁上集聚的大部分固体颗粒被去除；(x)通过在所述纤维的所述外表面上引入所述悬浮液原料使工作循环中的集聚阶段重新开始的装置。集聚装置中最好包含有在重新开始集聚阶段之前使纤维再润湿的装置。在用流体压力从内腔中排出滤液时，该压力的典型量值范围约为10至600KPa。在降压之前作用于内腔的流体压力的典型量值范围约为100至1200Kpa。气体穿透进入薄膜小孔时根据众所周知的理论会受到壁上所含湿润液体的表面张力阻碍。确实，表面张力可通过对迫使气泡从浸入水中的小孔口放出所需的突破压力进行测量而方便地得到。对于一些常见系统(诸如油在憎水细孔中或水在亲水细孔中)该突破压力比滤器中的常用工作压力大得多。先有技术的中空纤维型超滤器由于种种理由是从纤维的内侧进料的。然而，按照本专利技术，原料供入纤维的外侧，而气体作为回洗介质是引入纤细内腔的，在某些情况下，内腔压力使设计适当的纤维膨胀，小孔也被扩大，从而颗粒在膨胀下而自由被回洗气流所冲刷带走。在某些情况下，特别是在非常细微的有孔的填隙式材料沉积在相对有较大孔的基体纤维内时，比较有利的做法是先少量已在薄膜内腔的渗透剂进行回洗，接着再用高压气体回洗。用此方法，少量的渗透剂，非常适合把细微的阻塞料从孔隙内冲洗出，然后高压气体使基体上的小孔胀大并围绕有伸缩性的也口喷发而完成清洗。这些小孔必须迅速重新合上以使孔再次密封而基体材料不能因工作中的硬化而开裂，必须仍维持在允许的弹性范围内。最好纤维是由热塑性聚合物制成，诸如聚丙烯，聚4甲基1戊烯，聚丙烯缩聚物，聚二氟乙烯，聚磺基化物，聚亚苯基硫，聚亚苯基氧，苯氧基树脂，聚乙烯，聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯。用气体作为回洗介质能使得通过气体的压力突降而去除少量穿过薄膜的恶臭物质和去除大量在薄膜外表面上的恶臭物质。因此，气体回洗步骤是在具有足以克服连续分布在薄膜小孔内的原料所产生的表面张力效应的压力情况下进行的。一直认为气体回洗阶段应限制在少于5秒范围内以避免纤维干燥，从而由于气泡挡住了纤维的小孔而使重新开始的过滤工作不易进行。当引入了改进的再润湿技术后该问题已得以克服，并且已发现气体回洗阶段超过5秒钟会有显著好处。此时间范围一直可到60秒仍十分有效。因为回洗时间长能进一步去除被夹陷的颗粒。而且，如在完成回洗前就开始再次引入液体就能使气体和液体两者共存的时间延长，最佳的重合共存时间约为1至30秒。这对于大的装置是很有利的，因为此时在额定泵压下要在壳体内使液体充满需相当长时间。因而延长时间的措施使得通常使用的泵仍可使用来达到上述的重合，同时在允许相对较慢的重新充满滤壳条件下还可避免大装置内的压力分布不匀。在本专利技术的另一种形式中，作用于内腔所用的高压可为脉动方式以在回洗阶段提供若干次压力突降。这些单个脉动压力之间的间隔最好约为0.1秒，其持续时间约为5秒，这种方式有利于在回洗阶段减小气体的消耗量。脉动可通过在适当的时间间隔内使壳体封闭和开启来实现，此时间间隔应足以使内腔压力达到所需的量值。也可用其它方法如供入的压力是脉动的，这样也能达到相同效果。在另一实施例中，压力可在一高的量值和低的量值之间变化而并不使压力完全关断。现将参阅附图和一些实例对本专利技术的最佳实施例进行叙述，但这些实施例仅用作举例说明，其中附图说明图1示出一种横流式中空纤维集聚装置的简图，其中本专利技术处于工作状态；图2示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回洗许多具有微孔性壁的中空纤维的方法，这种多微孔的纤维壁承担过滤作用，其特点在于，所输入的含有杂质的物质作用在滤筒或壳体内所述中空纤维的外表面并且过滤液从纤维内腔的端部流出，所述方法包括： （ａ）停止向所述纤维的所述外表面供料而使过滤工作停止； （ｂ）封闭壳体并从所述内腔中排出剩下的滤液； （ｃ）在开启壳体使之通向大气之前或同时或之后，在所述内腔作用－压力流体源，使得跨越纤维壁部形成压力突降从而使所述压力流体穿过所述壁部； （ｄ）随所述压力突降之后，在所述内腔内使压力按一预定量值维持足够长的时间，以使积聚在所述纤维壁内和／或所述纤维壁上的大部分杂质被去除； （ｅ）通过应用一种液流流过所述纤维壁的外表面来清洗去除杂质；和 （ｆ）向所述纤维的所述外表面引入所述供入的原料而使过滤工作重新开始。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯威廉姆贝克，汉弗莱约翰贾丁德拉蒙德，马修布莱恩李，克林蒂弗吉尔科普，沃伦托马斯约翰逊，
申请(专利权)人：梅姆泰克美国有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]