横流膜模块制造技术

本发明专利技术涉及一种横流膜模块，配置为将进料流体分离成穿过一个或多个膜片的渗透流体和残留流体。横流模块包括沿着第一方向与第一端偏离的第二端，其中入口设置在第一端处，并且出口设置在第二端处。一个或多个膜片各自具有第一部分和第二部分。导管邻近每个膜片的第一侧，并且配置为接收和输出与进料流体分离的渗透流体。膜片的第二部分具有比第一部分更大的对主要组分的渗透性，使得由穿过膜片的第二部分分离而产生的渗透流体的第二部分具有比由穿过第一部分分离而产生的渗透流体的第一部分更高浓度的主要组分。第二部分沿着第二方向与膜片的第一侧间隔开，从而导致渗透气体的第二部分朝向膜片的第一侧流动，使得渗透气体的第二部分与渗透气体的第一部分混合，从而减小渗透气体的第一部分中的次要组分的浓度。渗透气体的第一部分中的次要组分的浓度。渗透气体的第一部分中的次要组分的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】横流膜模块

技术介绍

[0001]本专利技术涉及一种横流膜模块及其制造方法。横流膜模块特别适用于渗透蒸发和气体分离应用。
[0002]在下文中，除非另有说明，否则所用组分的浓度是摩尔浓度。术语“主要组分”是指在进料流体中具有最高浓度的组分，而术语“次要组分”是指在进料流体中具有比主要组分低的浓度的组分。“次要组分”通过膜分离过程富集在渗透流体中，并且是分离过程的目标组分。术语“流体”可以指气体和/或液体。
[0003]在分离模块中，包含主要组分和次要组分的进料流体穿过膜分离成渗透流和残留流，其中主要组分具有比次要组分高的浓度。残留流体具有比进料流体更低浓度的次要组分，并且渗透流体具有比进料流体更高浓度的次要组分。在横流模块中，渗透流主要是横向的，优选地垂直于进料流。在逆流模块中，渗透流主要处于与进料流相反的方向上。
[0004]图1示出了一种已知的横流分离装置。在横流分离装置中，进料流处于第一方向上(图1中从左向右)，并且渗透流处于横向于第一方向的第二方向上(图1中向下)。当进料在第一方向上(即，从左向右)沿着膜表面流动时，进料中最具渗透性的组分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种横流膜模块，配置为将包括次要组分和主要组分的进料流体分离成渗透流体和残留流体，其中，所述残留流体具有比所述进料流体更低浓度的所述次要组分，并且所述渗透流体具有比所述进料流体更高浓度的所述次要组分，所述模块包括：壳体，具有第一端和第二端，其中，所述第二端沿着第一方向与所述第一端间隔开，一个或多个膜片，在所述壳体的所述第一端和所述第二端之间延伸，其中，每个膜片包括第一端和第二端，其中，所述第二端沿着所述第一方向与所述第一端间隔开，其中，每个膜片包括在所述第一端和所述第二端之间延伸的第一侧和第二侧，其中，所述第一侧沿着第二方向与所述第二侧间隔开，其中，所述第二方向横向于所述第一方向，其中，每个膜片包括第一主表面和第二主表面，其中，所述第二主表面与所述第一主表面相对，其中，每个膜片配置为将所述进料流体分离成所述残留流体和所述渗透流体，其中，所述膜模块配置为使得所述进料流体和所述残留流体在所述第一方向上沿着每个膜片的所述第一主表面流动，但是不沿着每个膜片的所述第二主表面流动，并且所述渗透流体沿着每个膜片的所述第二主表面流动，但是不沿着每个膜片的所述第一主表面流动；所述膜模块还包括：入口，位于所述壳体的所述第一端处，其中，所述入口与每个膜片的所述第一主表面的所述第一端流体连通，并且所述入口配置为输送所述进料流体，使得所述进料流体沿着每个膜片的所述第一主表面流动；出口，位于所述壳体的所述第二端处，其中，所述出口与每个膜片的所述第一主表面的所述第二端流体连通，并且所述出口配置为接收和输出与所述进料流体分离的所述残留流体；以及导管，与所述膜片的所述第二主表面的所述第一侧相邻，其中，所述导管配置为接收和输出与所述进料流体分离的所述渗透流体；其中，所述一个或多个膜片中的至少一个膜片包括第一部分和第二部分，使得所述进料流体穿过所述第一部分的分离产生所述渗透流体的第一部分，并且所述进料流体穿过所述第二部分的分离产生所述渗透流体的第二部分，其中，所述膜片的所述第二部分具有比所述第一部分更大的对所述主要组分的渗透性，使得所述渗透流体的所述第二部分具有比所述渗透流体的所述第一部分更高浓度的所述主要组分；其中，所述第二部分沿着所述第二方向与所述膜片的所述第一侧间隔开，从而导致所述渗透气体的所述第二部分朝向所述膜片的所述第一侧流动，使得所述渗透气体的所述第二部分与所述渗透气体的所述第一部分混合，从而减小所述渗透流体的所述第一部分中的所述次要组分的浓度。2.根据权利要求1所述的膜模块，其中，所述导管在所述第一方向上沿着所述第一侧的长度的至少50％、优选地至少70％、更优选地至少80％延伸。3.根据权利要求1所述的膜模块，其中，所述导管与每个膜片的所述第一侧对准。4.根据权利要求1所述的膜模块，其中，所述模块还包括第二导管，其中，所述第二导管与所述第二侧流体连通，其中，所述第二导管配置为接收和输出与所述进料流体分离的所述渗透流体，其中，所述第二部分沿着所述第一方向与所述第一侧和所述第二侧两者间隔
开。5.根据权利要求1项所述的膜模块，其中，所述第二部分沿着所述第一方向在所述第一端和所述第二端之间延伸，优选地其中，所述第二部分形成为条带，更优选地其中，所述第二部分在所述第一侧和所述第二侧之间是等距的。6.根据权利要求1所述的横流膜模块，其中，所述横流膜模块是螺旋卷绕的，其中，所述导管是沿着所述第一方向延伸的中心管，其中，所述一个或多个膜片围绕所述中心管卷绕，以便限定垂直于所述第一方向的螺旋，使得所述一个或多个膜片的所述第一侧比所述第二侧更靠近所述中心管，其中，所述中心管包括圆柱形表面以及第一终端和第二终端，在所述第一终端和所述第二终端之间限定内腔，其中，所述中心管包括位于所述圆柱形表面中的一个或多个开口，其中，所述一个或多个开口配置为接收与所述进料流体分离的所述渗透流体，其中，所述一个或多个开口与所述膜片的所述第一侧流体连通，其中，所述中心管还包括出口，所述出口配置为输出由所述一个或多个开口接收的所述渗透流体，其中，所述出口位于所述中心管的所述第一终端或所述第二终端中。7.根据权利要求6所述的膜模块，其中，所述一个或多个开口沿着所述第一方向彼此间隔开，优选地其中，所述一个或多个开口的轴向范围与所述第二部分在所述第一方向上的轴向范围重叠，更优选地其中，所述一个或多个开口与所述第一侧对准。8.根据权利要求1所述的膜模块，其中，所述一个或多个膜片的所述第二部分沿着所述一个或多个膜片的外边缘延伸。9.根据权利要求8所述的膜模块，其中，所述第二部分沿着所述第二侧的至少一部分延伸，优选地其中，所述第二部分沿着由所述第二侧形成的整个边缘延伸。10.根据权利要求1所述的膜模块，其中，所述模块还包括：一个或多个进料隔片，配置为将所述一个或多个膜片间隔开，其中，每个进料隔片用于限定用于进料流体和残留流体流到所述出口的流体路径；以及一个或多个渗透隔片，配置为将所述一个或多个膜片间隔开，其中，每个渗透隔片用于限定渗透流体流到所述导管的流体路径。11.根据权利要求10所述的膜模块，其中，所述一个或多个膜片中的第一膜片布置成使得进料隔片与所述第一膜片的所述第一主表面相邻，并且渗透隔片与所述第一膜片的所述第二主表面相邻。12.根据权利要求10所述的膜模块，其中，所述膜片、所述一个或多个进料隔片以及所述一个或多个渗透隔片以堆叠构造布置，其中，相邻膜片之间的每个空间由进料隔片或渗透隔片限定，其中，所述膜片处于交替取向，使得每个膜片的所述第一主表面与进料隔片接触，并且每个膜片的所述第二主表面与渗透隔片接触。13.根据权利要求10所述的膜模块，其中，由进料隔片间隔开的相邻膜片沿着所述膜片的第一主...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：膜技术与研究公司，
类型：发明
国别省市：