一种高效率分离陶瓷膜的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种高效率分离陶瓷膜的方法及设备，涉及分离设备技术领域，其方法包括以下步骤：原液加压、初步排气、过滤、收集；其设备包括膜组件，膜组件顶端和底端设有透析液管，膜组件上段设有进料管A1和阀门一、进料管A2和阀门二，阀门一和阀门二连接三通管一，三通管一连接进料总管，进料总管设有压力传感器一和增压泵，压力传感器一电性连接变频器，膜组件下段设有浓缩管B1和阀门三、浓缩管B2和阀门四，阀门三和阀门四连接三通管二，三通管二连接浓缩总管，浓缩总管设有压力传感器二和电动阀门。本发明专利技术首创多孔陶瓷外层涂膜、旋转流接触过滤，可多个膜组件并联，连续分离、过滤、浓缩，具有膜面不易堵塞，过滤透析量高，节能高效的效果。效的效果。效的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率分离陶瓷膜的方法及设备


[0001]本专利技术涉及分离设备
，更具体地说，它涉及一种高效率分离陶瓷膜的方法及设备。

技术介绍

[0002]陶瓷膜(ceramicmembrane)又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质透过膜，大分子物质被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域，可用于工艺过程中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等。
[0003]现有技术的陶瓷膜管均为内涂层膜，计算过滤面积，实则陶瓷膜管内有多通道，通道直径大小不定，只有紧邻膜管壁的通道膜层过滤，面积计算虚假，二层、三层通道孔膜参与过滤很少，且压力、流量衰减快，易堵塞，耐压低，过滤效果差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种高效率分离陶瓷膜的方法及设备，首创多孔陶瓷管涂外层膜，增加膜管过滤面积，通过加压螺旋流，增大原液过滤频率，同时采用正、反时针周期运转的方式，使得膜面不易堵塞，过滤效果更好。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效率分离陶瓷膜的方法，包括以下步骤：
[0006]S1：加压：对原液进行加压并从膜组件顶部的切向输入；
[0007]S2：初步排气：原液在膜组件顶部进行初步排气后，螺旋向下流动；S3：过滤：膜组件内多根涂覆有外层陶瓷膜的膜管不断对高压螺旋流动的原液进行法向过滤；
[0008]S4：收集：透析液进入膜管并向膜组件上下端排出收集，浓缩液向膜组件下部切向排出收集。
[0009]一种高效率分离陶瓷膜的设备，包括膜组件，所述膜组件顶端和底端可拆卸连接有透析液管，所述膜组件上段对称设有进料管A1和进料管A2，所述进料管A1和所述进料管A2分别可拆卸连接有阀门一和阀门二，所述阀门一和所述阀门二共同可拆卸连接有三通管一，所述三通管一另一管口固定连接有进料总管，所述进料总管设有压力传感器一和增压泵，所述压力传感器一位于所述增压泵和所述三通管一之间，所述压力传感器一电性连接有变频器，所述膜组件下段对称设有浓缩管B1和浓缩管B2，所述浓缩管B1和所述浓缩管B2分别可拆卸连接有阀门三和阀门四，所述阀门三和所述阀门四共同可拆卸连接有三通管二，所述三通管二另一管口固定连接有浓缩总管，所述浓缩总管设有压力传感器二和电动阀门，所述压力传感器二位于所述三通管二和所述电动阀门之间。
[0010]通过采用上述技术方案，通过设置膜组件对原液进行法向过滤，形成透析液和浓缩液；通过设置进料管A1、进料管A2、浓缩管B1和浓缩管B2，在制作时，进料管A1和浓缩管B1位于膜组件的相对侧，进料管A2和浓缩管B2位于膜组件的相对侧，使用时，进料管A1进入原液，浓缩管B1流出浓缩液或者进料管A2进入原液，浓缩管B2流出浓缩液，这样有助于管内液体形成螺旋流动，多根膜组件增大了过滤面积，螺旋流可周期性转换方向，使得膜组件不易堵塞，提升过滤效率；通过在膜组件顶端和底端可拆卸连接有透析液管，可将加压后的原液进行初步排气，将汽状的透析液从顶端排出，避免过滤过程中大量气体对膜管形成气塞，降低过滤效率，过滤出的透析液通过膜管不断向下排入透析液收集装置；通过设置压力传感器一并电性连接变频器，科学准确的自动控制进料压力，再通过压力传感器二和电动阀门控制浓缩液的压力等同进料压力，提高过滤效果。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述膜组件包括中空的反应管；所述反应管上下端固定设有封板，所述封板嵌有孔板，所述反应管内轴向设有多根两端开口的膜管，且所述膜管两端穿过所述封板和所述孔板连通于所述透析液管。
[0012]通过采用上述技术方案，通过在中空的反应管中设置多根膜管，增大了过滤面积，增加原液与膜管的接触频率，提升过滤效率。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述膜管均为外壁涂覆陶瓷膜，所述膜管两端均套设有密封圈，所述密封圈为中间粗两端细的结构，所述密封圈中间段设有两环形肋，两所述环形肋之间设有腰束钢圈，所述封板和所述孔板设有与所述密封圈相匹配的放置槽。
[0014]通过采用上述技术方案，通过在膜管外壁涂覆陶瓷膜，结合周期性改变旋转流的流转方向，使得膜管的过滤通道长期保持通畅，提升过滤的效率；通过膜管两端采用密封圈结构，并将密封圈首先放置于封板对应的放置槽内，再通过孔板加压，将密封圈设置为两端细中间粗的结构更方便压制，密封效果更好，加压过程中，环形肋被孔板和封板挤压紧贴放置槽的壁面，形成密封，通过腰束钢圈将密封圈与膜管紧固在一起，形成初步密封。
[0015]本专利技术进一步设置为：所述进料管A1和所述进料管A2分别切向固定于所述反应管上段的两相对侧面，且所述进料管A1和所述进料管A2的中心距离所述膜组件顶端150mm。
[0016]通过采用上述技术方案，通过将进料管A1和所述进料管A2分别切向固定于反应管上段的两相对侧面，再通过增压泵对原液进行增压后切向注入反应管，更有利于形成螺旋流；将进料管A1和进料管A2的中心设置在距离膜组件顶端150mm处，使得膜组件顶端有一个排气空间，由于原液经增压泵增压后会带有大量气体，及时排出液体内的气体，可减小膜管过滤过程中过滤通道受气塞而堵塞不畅的风险。
[0017]本专利技术进一步设置为：所述浓缩管B1和所述浓缩管B2分别切向固定于所述反应管的下段两相对侧面，且所述浓缩管B1和所述浓缩管B2底面与所述封板的内表面切向设置。
[0018]通过采用上述技术方案，通过将浓缩管B1和浓缩管B2分别切向固定于反应管的下段两相对侧面，工作时，采取进料管与浓缩管交错进料排料的方式，使得液体在反应管内实现螺旋流动，提高过滤效率；通过浓缩管B1和浓缩管B2底面与封板的内表面切向设置，可使浓缩液排出更彻底，减少残留。
[0019]本专利技术进一步设置为：所述膜组件和所述透析液管之间、所述进料管A1和所述阀门一之间、所述进料管A2和所述阀门二之间、所述阀门一和所述三通管一之间、所述阀门二和所述三通管一之间、所述浓缩管B1和所述阀门三之间、所述浓缩管B2和所述阀门四之间、
所述阀门三和所述三通管二之间、所述阀门四和所述三通管二之间均采用法兰连接。
[0020]通过采用上述技术方案，通过在各部件之间采用法兰连接，可实现膜组件的并联使用，实现连续分离，过滤，浓缩；同时便于各部件的安装及拆卸检修。
[0021]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术的高效率分离陶瓷膜的方法及设备首创多孔陶瓷管涂外层膜，使用功率是国内外现有类形膜的二分之一到三分之一，过滤节能显著；通过加压螺旋流，增大原液过滤效率，显著提升过滤效果，同时采用正、反时针周期运转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率分离陶瓷膜的方法，其特征是：包括以下步骤：S1：加压：对原液进行加压并从膜组件(1)顶部的切向输入；S2：初步排气：原液在膜组件(1)顶部进行初步排气后，螺旋向下流动；S3：过滤：膜组件(1)内多根涂覆有外层陶瓷膜的膜管(18)不断对高压螺旋流动的原液进行法向过滤；S4：收集：透析液进入膜管(18)并向膜组件(1)上下端排出收集，浓缩液向膜组件(1)下部切向排出收集。2.一种高效率分离陶瓷膜的设备，其特征是：包括膜组件(1)，所述膜组件(1)顶端和底端可拆卸连接有透析液管(16)，所述膜组件(1)上段对称设有进料管A1(2)和进料管A2(3)，所述进料管A1(2)和所述进料管A2(3)分别可拆卸连接有阀门一(4)和阀门二(5)，所述阀门一(4)和所述阀门二(5)共同可拆卸连接有三通管一(6)，所述三通管一(6)固定连接有进料总管(7)，所述进料总管(7)设有压力传感器一(23)和增压泵(8)，所述压力传感器一(23)位于所述增压泵(8)和所述三通管一(6)之间，所述压力传感器一(23)电性连接有变频器(24)，所述膜组件(1)下段对称设有浓缩管B1(9)和浓缩管B2(10)，所述浓缩管B1(9)和所述浓缩管B2(10)分别可拆卸连接有阀门三(11)和阀门四(12)，所述阀门三(11)和所述阀门四(12)共同可拆卸连接有三通管二(13)，所述三通管二(13)另一管口固定连接有浓缩总管(14)，所述浓缩总管(14)设有压力传感器二(25)和电动阀门(26)，所述压力传感器二(25)位于所述三通管二(13)和所述电动阀门(26)之间。3.根据权利要求2所述的一种高效率分离陶瓷膜的设备，其特征是：所述膜组件(1)包括中空的反应管(15)；所述反应管(15)上下端固定设有封板(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨效贤，许庭瑞，杨春蓉，许加峰，
申请(专利权)人：杨春蓉，
类型：发明
国别省市：