混合驱动纳滤膜组件制造技术

本实用新型专利技术公开了混合驱动纳滤膜组件。包括：中心管（1），做为内电极及膜片支撑结构；所述中心管（1）两端为引出管（2），中间为加粗管（3）；所述加粗管（3）管体上设有隔离挡板（4）；膜袋（5），所述膜袋（5）由两个纳滤膜片构成，纳滤膜片两侧用胶水密封；所述膜袋（5）纵向中部与隔离挡板（4）接触的位置施胶密封；所述加粗管（3）上螺旋形缠绕多个膜袋（5）；所述缠绕的多个膜袋（5）外周定形固定，两端为致密包裹层（8），中间为导电透水包裹层（6）；导电透水包裹层（6）外包覆板状金属电极，所述板状金属电极为外电极（7）。本实用新型专利技术使更多盐在电场驱动作用下透过膜，通过对工作压力和工作电压的调整实现两侧盐硝总浓度平衡。

Hybrid Driven Nanofiltration Membrane Module

The utility model discloses a hybrid driving nanofiltration membrane assembly. The utility model comprises a central tube (1) as an inner electrode and a diaphragm supporting structure; the two ends of the central tube (1) are an extraction tube (2) and the middle is a thicker tube (3); the thicker tube (3) is provided with an isolation baffle (4); a membrane bag (5), which is composed of two nanofiltration diaphragms and is sealed with glue on both sides; and the membrane bag (5) is longitudinally centered with an isolation baffle. The position of contact of the plate (4) is sealed by sizing; the thicker tube (3) is spirally wound with multiple film bags (5); the wound film bags (5) are fixed in peripheral shape, and the two ends are dense wrapping layer (8), and the middle is conductive permeable wrapping layer (6); the conductive permeable wrapping layer (6) is surrounded by a clad metal electrode, and the plate metal electrode is an external electrode (7). The utility model enables more salt to pass through the membrane under electric field driving, and realizes the balance of the total salt and nitrate concentration on both sides by adjusting the working pressure and the working voltage.

【技术实现步骤摘要】
混合驱动纳滤膜组件
本技术属于高含盐、高含硝卤水的分离
，具体涉及用于高含盐、高含硝卤水分离的混合驱动纳滤膜组件。
技术介绍
井矿盐制盐基本过程是将水通过钻井灌入地下盐床中，然后将接近饱和的卤水抽出，经过蒸发系统浓缩卤水，使盐结晶得到产品。但是采用井矿盐制盐的卤水中一般含有两种物质NaCl（盐）和Na2SO4（芒硝）；在蒸发制盐的过程中为防止两种物质同时结晶析出，造成产品品质下降，往往采用蒸发+母液回收的组合工艺。其中母液回收工艺是利用NaCl和Na2SO4在水中的溶解度随温度的变化趋势不同原理，将蒸发后接近共饱和的母液反复加热和降温，高温析硝，低温析盐，从而实现两种溶质的分离，分别得到高质量的盐和芒硝。有些生产厂采用更加原始的工艺，比如盐析法或者母液回井的工艺，造成更严重的质量问题和环保问题。以目前主流的蒸发+母液回收工艺为例，由于蒸发过程采用先进的真空蒸发或机械蒸汽再压缩（MVR）工艺，单位水蒸发过程能耗相对较低，但母液回收工艺由于需要对母液反复加热和冷却，是高耗能环节。当原始卤水中芒硝含量越高，进入母液回收工艺的母液量越多，整体能耗就越高。经过模拟计算，如果能实现将原始卤水中两种溶质先进行分离，然后各自进入独立蒸发系统，系统能耗将大幅降低，比如结合先进的MVR蒸发工艺，系统能耗将降低到60kce，是目前国内行业工序能耗的一半左右。所以卤水净化阶段NaCl和Na2SO4分离技术成为关键，特别是适应高含盐、高含硝卤水的分离技术。卤水中NaCl和NaSO4分离技术有多种，比如冷冻法，化学法，膜法等。经过技术比对，我们认为采用纳滤膜法进行NaCl和Na2SO4分离技术相对比较成熟，经济性比较好，工艺简单，能耗低，不需消耗化学药剂，也不会产生无用的泥浆。纳滤膜技术是从反渗透技术发展而来，其膜的空隙率相对更高，工作层带有电荷，电荷的存在对不同离子有选择性透过的功能。一价离子可以透过，而二价离子被截留。现有纳滤膜技术已能适应高含盐卤水的盐硝分离，具备商业应用前景。但是现有纳滤膜技术不能适应高含硝卤水的分离，因为过程中盐透过，两侧浓度基本一致（在正渗透作用下，截留侧浓度略低于透过侧），而芒硝几乎被截留，使截留侧总浓度趋于上升，接近饱和浓度则分离过程将被迫停止。原始卤水中芒硝含量越高则截留侧富硝水浓缩比就越低，需要进行冷冻处理的富硝水比例越多，从而影响总体能耗水平。为了使纳滤膜分离过程能够尽量持续进行，实现盐与硝的深度分离，需要维持通过侧与截留侧盐硝总浓度基本一致，接近饱和浓度而防止结晶风险。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了混合驱动纳滤膜组件，其目的在于将原始卤水中NaCl和Na2SO4两种溶质先进行分离，然后各自进入独立蒸发系统，由此解决目前母液回收工艺高能耗的技术问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了混合驱动纳滤膜组件，包括：中心管，做为内电极及膜片支撑结构；所述中心管两端为引出管，中间为加粗管；所述加粗管管体上设有隔离挡板，所述隔离挡板两端的加粗管管身上开有槽或孔；膜袋，所述膜袋由两个纳滤膜片构成，纳滤膜片两侧用胶水密封；所述膜袋纵向中部与隔离挡板接触的位置施胶密封；所述加粗管上螺旋形缠绕多个膜袋；所述缠绕的多个膜袋外周定形固定，两端为致密包裹层，中间为导电透水包裹层；导电透水包裹层外包覆板状金属电极，所述板状金属电极为外电极；多个膜袋组合空间端头用胶水密封，使膜袋内外空间隔离，并形成膜袋内流体内外走向，膜袋外流体沿膜袋幅宽方向流动。根据本技术实施例，所述膜袋内和膜袋外采用尼龙网隔离。根据本技术实施例，所述膜组件安装在外壳内，内电极中心管、外电极接线从壳体一端引出。根据本技术实施例，所述膜组件两端安装均流板。采用所述混合驱动纳滤膜组件的井矿盐制盐方法，步骤包括：步骤1：原始卤水中NaCl和Na2SO4两种溶质在混合驱动纳滤膜组件中电纳滤过程分离；步骤2：所述分离的NaCl和Na2SO4卤水各自进入独立蒸发系统。所述膜组件叠加电场驱动。所述电纳滤过程达到纳滤过程相当的Cl-和SO42-选择性。优选地，所述电纳滤过程中Cl-通量为SO42-通量的123.8倍。所述膜组件并联和/或串联，所述膜组件连接管网上设置卤水离子浓度调节装置，检测信号经控制器计算处理后，输出工作压力或工作电压调整信号。所述电纳滤过程的母液通过冷冻+干燥进行分盐操作。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于本技术通过混合驱动纳滤膜组件实现了原始卤水中NaCl和Na2SO4两种溶质的分离，能够取得下列有益效果。1、本技术所述的混合驱动纳滤膜组件在现有纳滤分离的基础上，加以电流辅助离子传输，使得NaCl的通量一定程度提升，同时保证Na2SO4的截留率，确保分离膜两侧出水总浓度不超标，以使分离过程能深度进行，为下游单质单效MVR技术实施创造条件。2、在纳滤膜动力驱动基础上叠加电场驱动，使更多盐在电场驱动作用下透过膜，通过对工作压力和工作电压的调整实现两侧盐硝总浓度平衡。附图说明图1是中心管结构图。图2是膜袋结构示意图。图3是膜片组搭接展开示意图。图4是混合驱动纳滤膜组件外形图。图5是膜组件侧视图。图6是混合驱动纳滤膜组件组装示意图。图7是混合驱动纳滤膜组件串联接管及控制原理图。图中：1-中心管；2-引出管；3-加粗管；4-隔离挡板；5-膜袋；6-导电透水包裹层；7-外电极；8-致密包裹层；9-均流板；10-旋压端盖；11-外壳喷头；12-底座；13-下端盖；14-上端盖；15-电极线接口；16-外壳。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，单体混合驱动纳滤膜组件由不锈钢中心管作为内电极及膜片支撑结构，中心管1由两端引出管2及中间加粗管3组成，加粗管3中间有隔离挡板4，隔离挡板4两端管身上开有槽或孔。如图2所示，膜袋5由两个纳滤膜片构成，纳滤膜片两侧用胶水密封；所述膜袋5纵向中部与隔离挡板4接触的位置施胶密封；膜袋5内和膜袋5外采用尼龙网隔离。加粗管3上螺旋形缠绕多个膜袋5；图3为展开状态，膜袋5呈螺旋形卷绕，图3中有填充图案的是膜袋5外侧，无填充图案的是膜袋5内侧，膜袋5数量根据实际需要选定。隔离挡板4两端管身上开有槽或孔使盐水可以从中心管1一端进入管体，从开槽流出进入进入膜袋5，经膜袋5流程后再经挡板另一侧开槽或孔汇集到中心管1，从另一侧流出。中心管1加粗管3上先缠绕尼龙网，尼龙网用胶水在加粗管3两端和隔离挡板4处固定，使管体与膜袋5间形成流体通道。尼龙网外再螺旋形缠绕多个膜袋5，膜袋5两端开口，两侧及隔离挡板4处用胶水密封。多个膜袋组合空间端头用胶水密封，使膜袋5内外空间隔离，并形成膜袋内流体内外走向，膜袋外流体沿膜袋幅宽（组件长度）方向流动。膜袋5内和膜袋5外均采用尼龙网进行隔离，合理的流道设计以减少流动阻力、避免结垢。如图4、5所示，缠绕的多个膜袋5外周定形固定，两端为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合驱动纳滤膜组件，其特征在于所述膜组件包括：中心管（1），做为内电极及膜片支撑结构；所述中心管（1）两端为引出管（2），中间为加粗管（3）；所述加粗管（3）管体上设有隔离挡板（4），所述隔离挡板（4）两端的加粗管（3）管身上开有槽或孔；膜袋（5），所述膜袋（5）由两个纳滤膜片构成，纳滤膜片两侧用胶水密封；所述膜袋（5）纵向中部与隔离挡板（4）接触的位置施胶密封；所述加粗管（3）上螺旋形缠绕多个膜袋（5）；所述缠绕的多个膜袋（5）外周定形固定，两端为致密包裹层（8），中间为导电透水包裹层（6）；导电透水包裹层（6）外包覆板状金属电极，所述板状金属电极为外电极（7）；多个膜袋（5）组合空间端头用胶水密封，使膜袋（5）内外空间隔离，并形成膜袋（5）内流体内外走向，膜袋（5）外流体沿膜袋（5）幅宽方向流动。

【技术特征摘要】
1.混合驱动纳滤膜组件，其特征在于所述膜组件包括：中心管（1），做为内电极及膜片支撑结构；所述中心管（1）两端为引出管（2），中间为加粗管（3）；所述加粗管（3）管体上设有隔离挡板（4），所述隔离挡板（4）两端的加粗管（3）管身上开有槽或孔；膜袋（5），所述膜袋（5）由两个纳滤膜片构成，纳滤膜片两侧用胶水密封；所述膜袋（5）纵向中部与隔离挡板（4）接触的位置施胶密封；所述加粗管（3）上螺旋形缠绕多个膜袋（5）；所述缠绕的多个膜袋（5）外周定形固定，两端为致密包裹层（8），中间为导电透水包裹层（6）；导电透水包裹层（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智慧，龙杰，杨进，谢坤伦，刘放，谢礼光，
申请(专利权)人：湖北世星能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42