CN102773017A - 一种渗透汽化膜分离器 - Google Patents

Abstract

一种渗透汽化膜分离器，包括膜框，所述膜框内设置有若干个层叠布置的膜单元，每个所述膜单元中部为一块丝网板，所述丝网板的上方依次设置有多孔支撑板、过滤膜和导流板，所述膜单元内所述丝网板的下方的结构关于所述丝网板对称布置，还包括贯穿所有所述多孔支撑板、丝网板和导流板的进料道和出料道，所述导流板的中部为中空的储料腔，所述导流板上还设置有连通所述进料道和所述储料腔的第一导流孔与连通所述出料道和所述储料腔的第二导流孔，还包括一条贯穿所有膜单元的真空通道，所述丝网板与所述真空通道内部相通。用真空流道收集分离的气态物质，由于真空流道设置在膜器的内部，体积相对于需要罩住整个膜器的罩子大大减小，成本也大大降低。

Description

一种渗透汽化膜分离器

技术领域

本发明涉及一种膜分离器，具体的说涉及一种能够在内部收集分离得到的气体的渗透汽化膜分离器。

背景技术

渗透汽化膜分离器（以下简称膜器）由若干个膜单元组合而成的，使用时，膜器将需要处理的料液从膜组件的进料道进口送入膜组件内，流经膜的表面且经历分离作用后，从出料道流出。其能够代替蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法，并能实现这些常规方法很难或无法实现的分离要求，在有机物或多种组分的有机混合物中少量或微量水分的脱除上更加具有明显的优势，可广泛用于制药、精细化工电子等行业中溶媒的回收再利用，无水乙醇的生成，还可以和酯化等化学反应耦合，不断除去反应中的生成物，提高反应转化率等，这种先进的分离方法，由于在分离过程中不需要像蒸馏方法一样将全部物料汽化，而只需将分离的成分汽化，因此更加节能、环保。

在渗透汽化过程中，有机混合物原料在一定温度下，与膜器内的膜接触，水分或者易渗透组分被膜选择性吸附溶解并透过膜体，在膜的透过侧被冷凝收集，物料中的易渗透组分被脱除，从而将两种不同的物质在同一环境下经济有效的分离。现有的板框式膜器，为了得到渗透气化的气态物质，都是将膜器设置在大型的真空罩内，这样渗透气化得到的气体就在压力差的作用下向外部扩散，被吸入真空罩内，再将罩内的气态物质送入冷凝器内液化。这种方法，罩子的大小需要满足能够罩住整个膜器，导致设施的体积大，而要保证大件设施内的密封性，成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种渗透汽化膜分离器，将收集气体的结构集成在膜器内，无需在膜器外部设置罩子，大大减小了收集气体的设备的体积，降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种渗透汽化膜分离器，包括膜框，所述膜框内设置有若干个层叠布置的膜单元，每个所述膜单元中部为一块丝网板，所述丝网板的上方依次设置有多孔支撑板、过滤膜和导流板，所述膜单元内所述丝网板的下方的结构关于所述丝网板对称布置，还包括贯穿所有所述多孔支撑板、丝网板和导流板的进料道和出料道，所述导流板的中部为中空的储料腔，所述导流板上还设置有连通所述进料道和所述储料腔的第一导流孔与连通所述出料道和所述储料腔的第二导流孔，还包括一条贯穿所有膜单元的真空通道，所述丝网板与所述真空通道内部相通。料液进入进料道以后，通过第一导流孔进入到储料腔，经过位于储料腔底部的过滤膜分离，被分离得到的气态物质透过过滤膜以后，再经过多孔支撑板和丝网板以后，被吸入到真空流道内。其余的料液经过第二导流孔以后进入出料道内。用真空流道收集分离的气态物质，由于真空流道设置在膜器的内部，体积相对于需要罩住整个膜器的罩子大大减小，成本也大大降低。

上述技术方案中，优选的，每块所述多孔支撑板、过滤膜、丝网板和导流板的中部都设置有通孔，所述通孔都相通且相邻的所述通孔之间的端面紧靠，共同形成所述真空通道，所述位于丝网板上的通孔的侧壁上设置有孔隙。真空通道由膜器内各个层上的通孔组成，省去了构建真空通道的材料，且能够保证丝网板与真空通道的相通。

上述技术方案中，优选的，所有所述的通孔的轴线共线，这样保证真空通道的畅通性。

上述技术方案中，优选的，所述导流板的上下平面上设置有用于减震的石墨垫片。

上述技术方案中，优选的，所述丝网板包括框体，所述框体的两端设置有进料口和出料口，所述框体的中部为丝网层，所述丝网层内设置有凸台，所述凸台内设置有第一通孔，所述第一通孔的内壁即为所述真空通道的内壁。

上述技术方案中，优选的，具体的一种导流板结构为，所述导流板包括框体，所述框体的两端设置有进料腔和出料腔，所述进料腔为所述进料道的一部分，所述出料腔为所述出料道的一部分，所述第一导流孔连通所述进料腔和储料腔，所述第二导流孔连通所述出料腔和所述储料腔，所述储料腔的内还设置有一个隔离部，所述隔离部上设置有一个通孔，所述通孔为所述真空通道的一部分，所述隔离部的固定在所述框体上。

根据前一技术方案，优选的所述导流板还包括两个挡条，两个所述挡条分别和与之相接近的所述框体的一侧组成所述进料腔和所述出料腔，两个所述挡条之间形成所述储料腔，所述第一导流孔和所述第二导流孔分别设置在所述挡条上，所述隔离部包括一个环形板，所述环形板的内圈即为所述通孔，所述环形板的侧面上固定有连接条的一端，所述连接条的另一端固定在所述框体上，所述连接条和所述环形板将所述储料腔分成两部分，所述连接条上设置有连通所述储料腔两部分的第三导流孔。

根据前一技术方案，优选的所述挡条和所述连接条都包括盖板和垫板两部分，所述垫板上表面上设置有凹槽，所述盖板与所述垫板的上表面相固定，所述凹槽与所述盖板之间形成所述第一导流孔、所述第二导流孔和所述第三导流孔所述框体的内圈上设置有卡槽，所述挡条和所述连接条卡紧固定在所述卡槽内。

上述技术方案中，优选的，所述膜框包括顶板和底板，螺杆穿过顶板和底板以后两头螺接在螺母上，将所述膜单元夹紧固定在顶板和底板之间，所述顶板上设置有与所述进料道出料道和真空通道相通的进口、出口和集气口，所述集气口外设置有喷嘴。

本发明的有益效果是：用真空流道收集分离的气态物质，由于真空流道设置在膜器的内部，体积相对于需要罩住整个膜器的罩子大大减小，成本也大大降低。 

附图说明

图1为本发明实施例的分解示意图。

图2为一种结构导流板的示意图。

图3为图2沿A-A的剖视图。

图4为图2沿B-B的剖视图。

图5为图2沿C-C的剖视图。

图6为另一种结构导流板的示意图。

图7为所述导流板中的挡条的分解示意图。

图8为石墨垫片的示意图。

图9为丝网板的示意图。

图10为多孔支撑板的示意图。

图11为过滤膜的示意图。

图12为本发明实施例的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1，为便于观察，图1中只给出了其中一个膜单元的分解图。一种渗透汽化膜分离器，包括膜框2，膜框2内设置有若干个层叠布置的膜单元3，膜框2包括顶板21和底板22，螺杆23穿过顶板21和底板22以后两头螺接在螺母24上，将膜单元3夹紧固定在顶板21和底板22之间。每个所述膜单元3中部为一块丝网板31，丝网板31的上方依次设置有多孔支撑板32、过滤膜33和导流板1，膜单元3内丝网板31的下方的结构关于丝网板31对称布置，每块导流板1的上下平面上设置有用于减震的石墨垫片34。

参见图2至图5，一种导流板1结构为包括框体1e、两个挡条16、17和隔离部14，两个挡条16、17分别和与之相接近的框体1e的一侧组成进料腔11和出料腔12，两个挡条16、17之间形成储料腔13，挡条16上成型有连通进料腔11和储料腔13的第一导流孔111，挡条17上成型有连通出料腔12和储料腔13的第二导流孔121。隔离部14包括一个环形板142，所述环形板142的内圈为通孔141，环形板142的侧面上固定有连接条143、144的一端，连接条143、144的另一端固定在框体1e上，连接条143、144和环形板142将储料腔13分成两部分，连接条143、144上设置有连通所述储料腔13两部分的第三导流孔14a。

参见图6和图7，另一种导流板1的结构为，挡条16、17都包括盖板1a和垫板1b两部分，垫板1b上表面上设置有凹槽1d，盖板1a与垫板1b的上表面相固定。同样连接条143、144结构同挡条16、17。凹槽1d与盖板1a之间形成第一导流孔111、第二导流孔121和第三导流孔14a，框体1e的内圈上设置有卡槽1c，挡条16、17和连接条143、144卡紧固定在卡槽1c内，其余结构同前一中导流板。

参见图8，石墨垫片34的形状和导流板1的正面投影形状相同。

参见图9，丝网板31包括框体31e，框体31e的两端设置有进料腔311和出料腔312，框体31e的中部为丝网层31a，丝网层31a内设置有凸台31b，凸台31b内设置有通孔313，通孔313的内壁上设置有孔隙。

参见图10，多孔支撑板32，包括一块不锈钢板32e，不锈钢板32e的左右两端为进料腔321和出料腔322，不锈钢板32e的中部为通孔323。所述多孔支撑板32的孔隙率为30%以上。

参见图11，过滤膜33，过滤膜33的中间位置设置有通孔331。

参见图12，通孔323、331、313、141的轴线同轴，且通孔323、331、313、141都相通且相邻的所述通孔323、331、313、141之间的端面紧靠，共同形成所述真空通道4，所述位于丝网板31上的通孔313的侧壁上设置有孔隙。进料腔11、311、321都相通，共同形成进料通道5，出料腔12、312、322都相通，共同形成出料通道6。顶板21上设置有与进料道5、出料道6和真空通道4相通的进口212、出口213和集气口211，所述集气口211外设置有喷嘴214。

实际使用时，抽真空装置与喷嘴214相连，料液从进口212进入，从出口213流出。

Claims (10)

1.一种渗透汽化膜分离器，包括膜框（2），所述膜框（2）内设置有若干个层叠布置的膜单元（3），每个所述膜单元（3）中部为一块丝网板（31），所述丝网板（31）的上方依次设置有多孔支撑板（32）、过滤膜（33）和导流板（1），所述膜单元（3）内所述丝网板（31）的下方的结构关于所述丝网板（31）对称布置，还包括贯穿所有所述多孔支撑板（32）、丝网板（31）和导流板（1）的进料道（5）和出料道（6），所述导流板（1）的中部为中空的储料腔（13），所述导流板（1）上还设置有连通所述进料道（5）和所述储料腔（13）的第一导流孔（111）与连通所述出料道和所述储料腔的第二导流孔（112），其特征在于：还包括一条贯穿所有膜单元（3）的真空通道（4），所述丝网板（31）与所述真空通道（4）内部相通。

2.根据权利要求1所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：每块所述多孔支撑板（32）、过滤膜（33）、丝网板（31）和导流板（1）的中部都设置有通孔（323、331、313、141），所述通孔（323、331、313、141）都相通且相邻的所述通孔（323、331、313、141）之间的端面紧靠，共同形成所述真空通道（4），所述位于丝网板（31）上的通孔（313）的侧壁上设置有孔隙。

3.根据权利要求1所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所有所述的通孔（323、331、313、141）的轴线共线。

4.根据权利要求1所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述导流板（1）的上下平面上设置有用于减震的石墨垫片（34）。

5.根据权利要求2至4中任何一项权利要求所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述丝网板（31）包括框体（31e），所述框体的两端设置有进料口（311）和出料口（312），所述框体（31e）的中部为丝网层（31a），所述丝网层（31a）内设置有凸台（31b），所述凸台（31b）内设置有第一通孔（313），所述第一通孔（313）的内壁即为所述真空通道（4）的内壁。

6.根据权利要求2至4中任何一项权利要求所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述导流板（1）包括框体（1e），所述框体（1e）的两端设置有进料腔（11）和出料腔（12），所述进料腔（11）为所述进料道（5）的一部分，所述出料腔（12）为所述出料道（6）的一部分，所述第一导流孔（111）连通所述进料腔（11）和储料腔（13），所述第二导流孔（121）连通所述出料腔（12）和所述储料腔（13），所述储料腔（13）的内还设置有一个隔离部（14），所述隔离部（14）上设置有一个通孔（141），所述通孔（141）为所述真空通道（4）的一部分，所述隔离部（141）的固定在所述框体（1e）上。

7.根据权利要求6所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：还包括两个挡条（16、17），两个所述挡条（16、17）分别和与之相接近的所述框体（1e）的一侧组成所述进料腔（11）和所述出料腔（12），两个所述挡条（16、17）之间形成所述储料腔（13），所述第一导流孔（111）和所述第二导流孔（121）分别设置在所述挡条（16、17）上，所述隔离部（14）包括一个环形板（142），所述环形板（142）的内圈即为所述通孔（141），所述环形板（142）的侧面上固定有连接条（143、144）的一端，所述连接条（143、144）的另一端固定在所述框体（1e）上，所述连接条（143、144）和所述环形板（142）将所述储料腔（13）分成两部分，所述连接条（143、144）上设置有连通所述储料腔（13）两部分的第三导流孔（14a）。

8.根据权利要求7所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述挡条（16、17）和所述连接条（143、144）都包括盖板（1a）和垫板（1b）两部分，所述垫板（1b）上表面上设置有凹槽（1d），所述盖板（1a）与所述垫板（1b）的上表面相固定，所述凹槽（1d）与所述盖板（1a）之间形成所述第一导流孔（111）、所述第二导流孔（121）和所述第三导流孔（14a），所述框体（1e）的内圈上设置有卡槽（1c），所述挡条（16、17）和所述连接条（143、144）卡紧固定在所述卡槽（1c）内。

9.根据权利要求1所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述膜框（2）包括顶板（21）和底板（22），螺杆（23）穿过所述顶板（21）和所述底板（22）以后两头螺接在螺母（24）上，将所述膜单元（3）夹紧固定在顶板（21）和底板（22）之间，所述顶板（21）上设置有与所述进料道（5）、出料道（6）和真空通道（4）相通的进口（212）、出口（213）和集气口（211），所述集气口（211）外设置有喷嘴（214）。

10.根据权利要求1所述的渗透汽化膜分离器，其特征在于：所述多孔支撑板（32）的孔隙率为30%以上。

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