一种深度分离渗透液组分的管式膜组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种深度分离渗透液组分的管式膜组件，包括进液口、筒体、法兰盘、压板、花盘、渗透液出口、拉杆、膜管、卡槽、中柱、第一隔板、第二隔板出液口、通道、渗透孔、积液排除孔，通道由筒体、第一隔板、第二隔板、中柱和花盘隔成的空间，膜管安装固定于膜组件筒体中的各通道内，膜管外侧为原料侧，膜管内侧为渗透液侧，第一隔板是与膜管平行安装，第二隔板与膜管垂直安装，在各通道的内部还安装有与膜管平行的拉杆，拉杆外表面有螺纹。本实用新型专利技术所述膜组件，既保留膜分离“错流式过滤”的分离特性，又有效地改善原料在各通道中的流动状态，提升了单位体积膜组件的膜管面积，通过在中柱径向方向设置第二隔板，进一步提升了膜通量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种深度分离渗透液组分的管式膜组件


[0001]本技术涉及膜分离
，尤其涉及一种渗透汽化及气体分离纯化等膜分离过程的管式膜组件。

技术介绍

[0002]渗透汽化膜分离技术是一种新兴的分离纯化技术，可适用于有机物与水分离、有机物
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有机物体系分离，其中有机物脱水研究最为深入广泛并已部分成功实现工业化生产应用。其分离原理是利用物质在膜两侧的化学势差为驱动力实现传质，利用膜对物料中不同组分化合物亲和性及传质阻力的差异实现选择性。
[0003]渗透汽化膜组件正是利用这种原理来工作的，膜管的孔隙尺寸介于有机溶剂分子动力学直径和水分子动力学直径之间，有机溶剂和水构成的高温高压混合气体从膜管外表面流过时，由于膜管内部存在高真空，膜管内外存在的压力差产生推动力使得动力学直径小于膜管孔隙尺寸的水分子进入膜管内部，而动力学直径更大一些的有机溶剂则被截留在膜管外侧，因而水分子和有机溶剂分子得到有效分离。
[0004]而传统的膜组件由于膜元件渗透通量不高严重影响分离效率，导致膜组件所需膜管数量增加，设备外形整体尺寸变大，管路连接多，焊接部件数量也较多，最终造成设备投资成本高，场地空间要求大，不利于膜组件的应用推广。究其原因就在于高温高压的混合汽体在膜组件中的流动速度快滞留时间变短，与膜表面接触时间也就很短，单位时间单位面积的膜通量小，所需的膜面积随之增加。
[0005]一般情况下，可以考虑增加混合气体在膜组件中的湍流程度来增加气体与膜表面的接触达到提升单位时间膜通量的目的。第一类解决方案是采用在膜壳中加入垂直于膜管方向的阻流隔板，能在一定程度上减弱上述存在的问题。但同时带来了新的问题，如果增加的阻流隔板数量不够多，其效果并不明显，存在的问题基本得不到解决；如果增加的阻流隔板数量太多的话，加工和安装的难度会非常大，要求膜管依次穿过这些隔板，各隔板上的对应孔就必须完全对准在同一直线上，也即多个孔的同心度加工精度和安装要求就非常高。满足此类复杂结构设计也会导致膜壳中安装的膜管数量相对受限，单位体积膜组件具有的膜面积不多，设备整体集成度不高，与此同时隔板过多的话，膜分离特有的“错流式过滤”模式将转换为“死端过滤”模式，对减小膜表面的浓差极化和防止膜孔的污堵并没有好处。第二类解决方案是在膜组件柱筒内部顺膜管方向加装径向折流板，使原料在膜组件柱筒内往返折回流动，延长了原料在膜组件柱筒内停留时间，克服了第一类解决方案中的安装与加工方面的问题，保留了膜分离固有的“错流式过滤”特性。但对原料在柱筒内的湍流程度无改变，另外也增加了新的问题，加装的多个相互平行的径向折流板是顺膜管方向设置于柱筒中的，每一分割部分的膜管数量分布严重不均匀，而越靠近原料进液前端分离除水的负荷越重，现有的分布方式不能保证负荷重的地方膜管数量多，造成负荷重的膜管分离效率急剧下降容易污堵，膜管清洗和更换频率加快，最终导致生产周期效率下降，使用成本增加。
[0006]公告号为CN210356715U、专利名称为“一种深度分离渗透液组分的管式膜组件组件”的技术专利中所述膜组件，保留了膜分离“错流式过滤”的分离特性，并改善了原料在各通道中的流动状态，一定程度上提升了单位体积膜组件的膜管面积以及膜通量，然而在实际应用生产过程中，其膜组件的膜通量仍有待提高。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服现有技术中膜通量不够高的问题，提供了一种深度分离渗透液组分的管式膜组件。
[0008]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种深度分离渗透液组分的管式膜组件，具体包括壳体、膜管、第一隔板、第二隔板和中柱，第二隔板上设有若干与膜管适配的孔洞；所述中柱位于壳体内空间的中心，所述第一隔板在中柱轴向安装，所述第二隔板在中柱径向安装，将壳体内空间分若干份，每相邻两第一隔板之间顺中柱方向穿过第二隔板安装有若干根膜管，形成以每相邻两块第一隔板为边界的轴向分离通道，以及以每相邻两块第一隔板、每相邻两块第二隔板为边界的径向分离通道；沿中柱周向的第一个轴向通道至最后一个轴向分离通道，相邻两通道首尾相通，相邻两个轴向分离通道分别与壳体上设置的进液口、出液体口相通，所述每个轴向分离通道的膜管与壳体上设置的渗透液出口相通；
[0009]沿中柱轴向依次设置的多个第一隔板间隔地与壳体上端面、下端面留有间隙；沿中柱径向依次设置的多个第二隔板间隔地与壳体侧面、中柱侧面留有间隙。
[0010]作为一选项，所述壳体为圆筒形，由圆筒形壳体本体和壳体两端的封头构成；所述中柱为圆柱，沿中柱轴向开设有与第一隔板安装边缘匹配的第一卡槽，所述壳体内壁上设置有与第一隔板对应的第二卡槽，第一隔板上设有与第二隔板安装边缘适配的第三卡槽，第一隔板以中柱轴向方向通过第一卡槽、第二卡槽安装在中柱和壳体内壁之间，第二隔板以中柱径向方向通过第三卡槽安装在中柱和壳体内壁之间。
[0011]作为一选项，所述壳体本体两端设置有与壳体截面形状匹配的花盘，所述花盘上设置有与第一隔板的端面匹配的卡槽，第一隔板长度小于壳体长度，沿中柱轴向方向从第一块第一隔板至最末一块第一隔板，第一隔板的端面左右间隔地通过卡槽安装在两花盘上；沿中柱径向开设有与第二隔板安装边缘匹配的第四卡槽，壳体内壁上设置有与第二隔板安装边缘匹配的第五卡槽，第二隔板长度小于壳体内壁到中柱的距离，第二隔板间隔地安装于第四卡槽、第五卡槽上。
[0012]作为一选项，所述原料流入的第一个轴向分离通道和原料流出的最后一个轴向分离通道间的第一隔板，其两端均安装在花盘上，且密封。
[0013]作为一选项，所述第二隔板上设有若干与拉杆适配的拉杆孔，轴向分离通道中平行于膜管经拉杆孔安装有若干拉杆，所述拉杆与膜管间隔分布。
[0014]作为一选项，所述拉杆和膜管两端均安装在花盘上；所述膜管、拉杆均平行于第一隔板固定安装。
[0015]作为一选项，所述拉杆表面设置有螺纹。
[0016]作为一选项，所述壳体本体两端设置有压板，所述花盘上设置有与拉杆和膜管均匹配的安装孔，所述拉杆和膜管两端通过安装孔固定在花盘上，所述压板与花盘背面贴合
和压紧共同固定拉杆和膜管。
[0017]作为一选项，所述第一隔板与壳体的长度相等，沿中柱轴向方向从第一块第一隔板至最末一块第一隔板，第一隔板的轴向顶部与底部间隔地设有使渗透液通过的渗透孔；沿中柱径向开设有与第二隔板安装边缘匹配的第四卡槽，壳体内壁上设置有与第二隔板安装边缘匹配的第五卡槽，第二隔板长度小于壳体内壁到中柱的距离，第二隔板间隔地安装于第四卡槽、第五卡槽上。
[0018]作为一选项，所述壳体为椭圆形截面或多边形截面，第一隔板、第二隔板对应安装，满足能将壳体内空间分成若干份即可；所述中柱为椭圆形截面或多边形截面，第一隔板、第二隔板对应安装，满足能将壳体内空间分成若干份即可。
[0019]需要进一步说明的是，上述膜组件各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
[0020]与现有技术相比，本技术有益效果是：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深度分离渗透液组分的管式膜组件，其特征在于：所述管式膜组件包括壳体、膜管、第一隔板、第二隔板和中柱，第二隔板上设有若干与膜管适配的孔洞；所述中柱位于壳体内空间的中心，所述第一隔板在中柱轴向安装，所述第二隔板在中柱径向安装，将壳体内空间分若干份，每相邻两第一隔板之间顺中柱方向穿过第二隔板安装有若干根膜管，形成以每相邻两块第一隔板为边界的轴向分离通道，以及以每相邻两块第一隔板、每相邻两块第二隔板为边界的径向分离通道；沿中柱周向的第一个轴向通道至最后一个轴向分离通道，相邻两通道首尾相通，相邻两个轴向分离通道分别与壳体上设置的进液口、出液体口相通，所述每个轴向分离通道的膜管与壳体上设置的渗透液出口相通；沿中柱轴向依次设置的多个第一隔板间隔地与壳体上端面、下端面留有间隙；沿中柱径向依次设置的多个第二隔板间隔地与壳体侧面、中柱侧面留有间隙。2.根据权利要求1所述深度分离渗透液组分的管式膜组件，其特征在于：所述壳体为圆筒形，由圆筒形壳体本体和壳体两端的封头构成；所述中柱为圆柱，沿中柱轴向开设有与第一隔板安装边缘匹配的第一卡槽，所述壳体内壁上设置有与第一隔板对应的第二卡槽，第一隔板上设有与第二隔板安装边缘适配的第三卡槽，第一隔板以中柱轴向方向通过第一卡槽、第二卡槽安装在中柱和壳体内壁之间，第二隔板以中柱径向方向通过第三卡槽安装在中柱和壳体内壁之间。3.根据权利要求2所述深度分离渗透液组分的管式膜组件，其特征在于：所述壳体本体两端设置有与壳体截面形状匹配的花盘，所述花盘上设置有与第一隔板的端面匹配的卡槽，第一隔板长度小于壳体长度，沿中柱轴向方向从第一块第一隔板至最末一块第一隔板，第一隔板的端面左右间隔地通过卡槽安装在两花盘上；沿中柱径向开设有与第二隔板安装边缘匹配的第四卡槽，壳体内壁上设置有与第二隔板安装边缘匹配的第五卡槽，第二隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：文丹明，徐晓辉，
申请(专利权)人：成都格莱高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：