CN103349914A - 中空纤维膜接触器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空纤维膜接触器，呈圆柱状，包括管壳，所述管壳两端设有壳头，壳头上安装有壳盖，管壳内设有膜芯，所述膜芯与管壳两端的壳盖浇注连接，所述膜芯包括中心管和膜布，中心管位于膜芯的轴向中心位置，膜布缠绕于中心管周围，中心管管壁上均匀分布有若干管孔，所述膜布由中空纤维膜丝编织而成，所述管壳两端的壳盖上分别设有与中空纤维膜丝两端相连通的开口，两端壳盖上还分别设有与中心管相连通的开口，管壳内还设有若干块挡板，所述挡板与管壳相互垂直设置。本发明中空纤维膜接触器的管壳内设置多块挡板，增加了流道的长度和流体停留时间，传质效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜接触器，尤其涉及一种利用编织和挡板结构的卷式中空纤维膜接触器。
背景技术
新型膜接触器由于避免了传统分离设备两流体之间的相互接触和相互依赖,可以有效地克服诸如液泛、雾沫夹带、沟流、起泡等一系列常规方法所面临的难点和瓶颈,具有操作范围宽,分离效率高,气液两相的流速可独立控制,可直接线性放大和结构紧凑等众多优点,因而,自20世纪80年代以来日益成为分离科学研究的热点。
膜接触器有平板式、管式和中空纤维式等组件形式,由于中空纤维膜接触器的比表面积远远大于其它两种形式,所以,中空纤维膜接触器往往被作为首选形式,如在气体分离、液液萃取、渗透蒸发以及精馏替代填料等多个方面的研究和应用,其良好的传质和接触分离性能为液/液、气/液等难分离体系提供了一种非常有希望的突破点。
中空纤维式膜接触器呈微孔膜纤维管组结构，纤维管内外不同料液通过微孔膜间接触实现相间传质。中空纤维膜接触器填充密度高，应用比较广泛。但是现有技术的中空纤维式膜接触器受制于生产封装等工艺，实际可用有效膜面积和填充密度不成正比，流道空间不均匀等因素，效率提高仍不明显。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种带编制结构的中空纤维膜接触器。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种中空纤维膜接触器，呈圆柱状，包括管壳，所述管壳两端设有壳头，壳头上安装有壳盖，管壳内设有膜芯，所述膜芯与管壳两端的壳盖浇注连接，所述膜芯包括中心管和膜布，中心管位于膜芯的轴向中心位置，膜布缠绕于中心管周围，中心管管壁上均匀分布有若干管孔，所述膜布由中空纤维膜丝编织而成，所述管壳两端的壳盖上分别设有与中空纤维膜丝两端相连通的开口，两端壳盖上还分别设有与中心管相连通的开口，管壳内还设有若干块挡板，所述挡板与管壳相互垂直设置。
优选的，所述挡板呈圆饼状，共设有三块，包括设置在管壳中间位置的中心挡板、对称的设置在中心挡板两侧的左、右侧板。
优选的，所述挡板直径约为管壳内径的0.6-0.9倍，三块挡板呈交错排列，中间挡板紧贴管壳下方管壁设置，左、右侧板紧贴管壳上方管壁设置。
优选的，所述膜布由中空纤维膜丝和编织线交叉编织而成，中空纤维膜丝之间的间隔1-100mm，编织线之间的间隔1-100mm。
优选的，所述编织线由丙纶、氨纶、腈纶、锦纶或棉制成，每条编织线在膜芯内均位于一个垂直管壳的平面内。
优选的，所述中空纤维膜丝由聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯中的一种或多种混合制成。
本发明中空纤维膜接触器的管壳内设置有三块挡板，增加了流道的长度和流体停留时间，传质效果更好；中空纤维膜布由编织线和中空纤维膜丝交叉编织制成，不仅实现了中空纤维膜编织化的巨大突破，而且保证了膜丝间的流道均匀化，提高了膜布的纵向强度，减少了中空纤维膜的断丝率；在卷绕过程中，保证卷绕膜布的编织线在同一个垂直管壳表面的平面内，每一条编织线都组成了一个微小的挡板结构，增加了外侧料液的接触时间，提高了中空纤维膜接触器的效率。均匀的膜丝分布、均匀的物料流道、更高的使用强度、增强分离传质系数的布状结构，从而提高了膜接触器效率，增加了膜接触器使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的膜布编织结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
如图1、2所示：一种中空纤维膜接触器，包括膜芯11、壳盖2、壳头4、管壳5，膜芯11位于圆筒形管壳5中，壳头4连接在管壳5两端，膜芯11与壳头4浇注连接。壳盖2设置在管壳5两端的壳头4上。膜芯11由编织好的中空纤维膜布绕中心管7卷制而成。中空纤维膜布由中空纤维膜丝14和编织线15交叉编织而成。中空纤维膜丝14由聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯中的一种或多种混合制成，编织线15由丙纶、氨纶、腈纶、锦纶、棉等材料制成，每条编织线15在膜芯11内均位于一个垂直管壳的平面内。编织线之间的间隔1-100mm，中空纤维膜丝14之间的间隔为1-100mm，中心管7的管壁上布满管孔10，中心管7带有管孔的部分完全置于管壳5内，中心管7两端分别从壳头4两端的壳盖2穿出。
管壳5内还设有三块挡板8，所述挡板8与管壳5相互垂直设置，所述挡板呈圆饼状，包括设置在管壳5中间位置的中心挡板、对称的设置在中心挡板两侧的左、右侧板，三块挡板将中心管截断为相互不连通的5段。挡板直径约为管壳内径的四分之三，三块挡板呈交错排列，中间挡板紧贴管壳5下方管壁设置，左、右侧板紧贴管壳5上方管壁设置。
管壳5两端的壳盖2上分别设有与中心管连通的外侧进口1和外侧出口13，两端的壳盖2上还设有与中空纤维膜丝14连通的内侧进口3和内侧出口12。
从而，本发明在管壳5内部形成以中空纤维膜丝14为两相分离界面的两条物料流动通道；一条从外侧进口11进入接触器，经过中心管7并通过中心管7管壁上的通孔10绕行挡板，由壳头4另一端外侧出口13通出接触器。另一条从内侧进口3进入接触器，在中空纤维膜丝14内侧流道内到达另一边的内侧出口12然后通出接触器。
Claims (6)
1.一种中空纤维膜接触器，呈圆柱状，包括管壳，所述管壳两端设有壳头，壳头上安装有壳盖，管壳内设有膜芯，其特征在于：所述膜芯与管壳两端的壳盖浇注连接，所述膜芯包括中心管和膜布，中心管位于膜芯的轴向中心位置，膜布缠绕于中心管周围，中心管管壁上均匀分布有若干管孔，所述膜布由中空纤维膜丝编织而成，所述管壳两端的壳盖上分别设有与中空纤维膜丝两端相连通的开口，管壳两端的壳盖上还分别设有与中心管相连通的开口，管壳内还设有若干块挡板，所述挡板与管壳相互垂直设置。
2.根据权利要求1所示的中空纤维膜接触器，其特征在于：所述挡板呈圆饼状，共设有三块，包括设置在管壳中间位置的中心挡板、对称的设置在中心挡板两侧的左、右侧板。
3.根据权利要求2所述的中空纤维膜接触器，其特征在于：所述挡板直径约为管壳内径的0.6-0.9倍，三块挡板呈交错排列，中间挡板紧贴管壳下方管壁设置，左、右侧板紧贴管壳上方管壁设置。
4.根据权利要求3所示的中空纤维膜接触器，其特征在于：所述膜布由中空纤维膜丝和编织线交叉编织而成，中空纤维膜丝之间的间隔1-100mm，编织线之间的间隔1-100mm。
5.根据权利要求4所示的中空纤维膜接触器，其特征在于：所述编织线由丙纶、氨纶、腈纶、锦纶或棉制成，每条编织线在膜芯内均位于一个垂直管壳的平面内。
6.根据权利要求3所示的中空纤维膜接触器，其特征在于：所述中空纤维膜丝由聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯中的一种或多种混合制成。
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