CN107485982A - 分子筛膜装置及分离生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分子筛膜装置及分离生产系统，涉及分子筛渗透汽化膜分离的技术领域，包括壳体、折流板、上活动管板和下活动管板；所述上活动管板和所述下活动管板可拆卸的设置在所述壳体内，且所述上活动管板与所述下活动管板之间形成有腔体；所述折流板设置在所述上活动管板和所述下活动管板之间，且所述折流板的端部抵触在所述上活动管板和所述下活动管板上；所述折流板将所述腔体分成分流腔和汇合回流腔，解决了现有技术中存在的分离效率低和无法批量生产基本结构组件技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及分子筛渗透汽化膜分离技术领域，尤其是涉及一种分子筛膜装置及分离生产系统。
背景技术
分子筛渗透汽化膜分离技术是21世纪最有前途的高新技术之一，具有高效节能、环保等特点，能够替代蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法，在有机物脱水领域具有明显的优势。
有机气体与膜管接触时，由于不同物质的分子直径差异，膜管进行选择性吸附渗透，从而达到分级或脱水效果。
有机气体与膜管接触时，由于不同物质的分子直径差异，膜管进行选择性吸附渗透，从而达到分级或脱水效果。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
常规的分子筛膜装置膜管直接装在膜组件内，在进行有机溶剂分离脱水时，不能保证所有有机气体都能与膜管接触，分离效率低，需要进行多级分离。
常规的膜组件管板形式为单头活动，另一头与壳体焊接成一体，对整体的加工工艺要求高，不能批量化生产，膜管安装时需要将膜组件壳体固定，单根形式安装，安装空间要求大，不能形成流水线式模块化安装流程，安装效率低。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供分子筛膜装置及分离生产系统，以缓解了现有技术中存在的分离效率低和无法批量生产基本结构组件的技术问题。
第一方面，本发明提供的一种分子筛膜装置，包括：壳体、折流板、上活动管板和下活动管板；
所述上活动管板和所述下活动管板可拆卸的设置在所述壳体内，且所述上活动管板与所述下活动管板之间形成有腔体；
所述折流板设置在所述上活动管板和所述下活动管板之间，且所述折流板的端部抵触在所述上活动管板和所述下活动管板上；
所述折流板将所述腔体分成分流腔和汇合回流腔。
进一步地，在所述壳体上设置有进气口；
所述折流板包括：分流板和汇合板；
所述分流板设置在所述进气口处，将所述进气口内的气体分流进入所述分流腔内；
所述汇合板将所述分流腔内的气体汇合进入所述汇合回流腔。
进一步地，所述汇合板的下端设置有缺口，使从所述进气口进入的气体从所述分流腔通过所述缺口汇入所述汇合回流腔。
进一步地，所述分子筛膜装置还包括：膜管；
所述膜管沿所述壳体的竖直方向上穿设在所述上活动管板和所述下活动板之间；
所述上活动管板上设置有用于固定所述膜管的上膜孔；所述下活动板上设置有用于固定所述膜管的下膜孔。
进一步地，所述下膜孔的直径小于所述膜管的直径。
进一步地，所述分子筛膜装置还包括：上压板和下压板；
用于固定所述上活动管板的所述上压板设置在与所述膜管相对的一侧；
用于固定所述下活动管板的所述下压板设置在与所述膜管相对的一侧。
进一步地，所述分子筛膜装置还包括：下壳体法兰和密封件；
提升密封性的所述密封件设置在所述下活动管板与所述下壳体法兰之间，且确保所述密封件在所述下壳体法兰与所述下活动管板之间具有压缩量。
进一步地，在所述下活动管板的周向方向上设置有用于使所述密封件定位的凹槽。
进一步地，在所述壳体的外部设置有用于使反应有机气体保温的保温层。
第二方面，本发明提供的一种分离生产系统，包括下级分离装置和第一方面中的任一项所述的分子筛膜装置；
所述下级分离装置与所述分子筛膜装置连接。
采用本发明提供的分子筛膜装置及分离生产系统具有以下有益效果：
本发明提供的一种分子筛膜装置，包括：壳体、折流板、上活动管板和下活动管板；上活动管板和下活动管板可拆卸的设置在壳体内，且上活动管板与下活动管板之间形成有腔体；折流板设置在上活动管板和下活动管板之间，且折流板的端部抵触在上活动管板和下活动管板上；折流板将腔体分成分流腔和汇合回流腔。这里通过在壳体内设置的折流板将从进气口内进入的气体分成多股气流从而进行分离，为了增加吸收的效率，则在壳体的上部设置有进气口，使得分成多股气流的气体沿膜管的长度方向上流过，一直流经到膜管的末端后将气体合并后，再次通过膜管进行分离，通过添加折流板，使有机气体分流通过整个膜管的管程进行一次分离，缩小分离空间，提高有机气体与膜管的接触率，提高分离效率，除去大部分的水分；气体在膜组件末端进行合并回流至出气口，再次分离，除去剩余水分。整个行程是常规膜管的两倍，增加了气体在膜管内的滞留时间，大大提高分离效率。相同规格的膜管其分离效果，装有折流板的是常规的1.2－1.5倍，接触截面积与行程乘积相比，两者一样，但是接触率提高，滞留时间增长，效率提高。
同时本发明提供的分子筛膜装置与常规膜组件相比，由单面活动管板改成双头活动管板，将活动管板与膜组件壳体分离，将组合式非标产品分解成单一模块化单元，从而简化了膜组件壳体生产工艺，实现批量化生产模式，在工作效率和经济效益方面得到显著提升。膜管安装时由于去除了膜组件壳体，安装空间大大缩小，通过简易的工装，可以大幅提高膜管的安装效率，由于去除了膜组件壳体，两个活动管板之间安装孔的精度控制更容易实现，保证了安装精度要求，保证膜组件整体质量。原先膜组件形式为上压板－上管板－下管板(与膜组件壳体相连)－下压板，整体对四个零件的膜管安装孔的同轴度要求高，现在将管板与膜组件壳体分离，简化了需要精度控制的零件，更容易把控安装孔的同轴度要求。维护上，也可以单独更换膜管，也可以将膜管及管板与壳体分离，便于进行保养。
本发明提供的分离生产系统具有上述分子筛膜装置具有的一切优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的分子筛膜装置的剖视图；
图2为本发明实施例提供的分子筛膜装置的俯视图；
图3为本发明实施例提供的分子筛膜装置的外部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的分子筛膜装置的A处的局部放大示意图。
图标：100－壳体；110－腔体；111－分流腔；112－汇合回流腔；120－进气口；130－保温层；131－保温蒸汽进口；132－保温蒸汽出口；200－折流板；210－分流板；220－汇合板；221－缺口；300－上活动管板；400－下活动管板；500－膜管；600－上压板；700－下压板；800－下壳体法兰；900－密封件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
请参照图1、图2、图3和图4，下面将结合附图对本发明实施例提供的分子筛膜装置及分离生产系统做详细说明。
本发明实施例提供的一种分子筛膜装置，包括：壳体100、折流板200、上活动管板300和下活动管板400；
上活动管板300和下活动管板400可拆卸的设置在壳体100内，且上活动管板300与下活动管板400之间形成有腔体110；
折流板200设置在上活动管板300和下活动管板400之间，且折流板200的端部抵触在上活动管板300和下活动管板400上；
折流板200将腔体110分成分流腔111和汇合回流腔112。
需要说明的是，这里通过在壳体100内设置的折流板200将从进气口120内进入的气体分成多股气流从而进行分离，为了增加吸收的效率，则在壳体100的上部设置有进气口120，使得分成多股气流的气体沿膜管500的长度方向上流过，一直流经到膜管500的末端后将气体合并后，再次通过膜管500进行分离，通过添加折流板200，使有机气体分流通过整个膜管500的管程进行一次分离，缩小分离空间，提高有机气体与膜管500的接触率，提高分离效率，除去大部分的水分；气体在膜组件末端进行合并回流至出气口，再次分离，除去剩余水分。整个行程是常规膜管500的两倍，增加了气体在膜管500内的滞留时间，大大提高分离效率。相同规格的膜管500其分离效果，装有折流板200的是常规的1.2－1.5倍，接触截面积与行程乘积相比，两者一样，但是接触率提高，滞留时间增长，效率提高。
同时本发明提供的分子筛膜装置与常规膜组件相比，由单面活动管板改成双头活动管板，将活动管板与膜组件壳体100分离，将组合式非标产品分解成单一模块化单元，从而简化了膜组件壳体100生产工艺，实现批量化生产模式，在工作效率和经济效益方面得到显著提升。膜管500安装时由于去除了膜组件壳体100，安装空间大大缩小，通过简易的工装，可以大幅提高膜管500的安装效率，由于去除了膜组件壳体100，两个活动管板之间安装孔的精度控制更容易实现，保证了安装精度要求，保证膜组件整体质量。原先膜组件形式为上压板600－上管板－下管板(与膜组件壳体100相连)－下压板700，整体对四个零件的膜管500安装孔的同轴度要求高，现在将管板与膜组件壳体100分离，简化了需要精度控制的零件，更容易把控安装孔的同轴度要求。维护上，也可以单独更换膜管500，也可以将膜管500及管板与壳体100分离，便于进行保养。
另外，在壳体100上设置有进气口120；
折流板200包括：分流板210和汇合板220；
分流板210设置在进气口120处，将进气口120内的气体分流进入分流腔111内；
汇合板220将分流腔111内的气体汇合进入汇合回流腔112。
具体地，将分流板210可以将腔体110分成2部分、3部分、4部分或者更多的分流腔111，只要是将进气口120的有机气体分成多股气体并进入不同的分流腔111内均属于本发明要求保护的范围。
另外，汇合板220的下端设置有缺口221，使从进气口120进入的气体从分流腔111通过缺口221汇入汇合回流腔112。
需要说明的是，进气口120进入的有机气体，首先通过分流板210将气流分成多股，进入到不同的分流腔111内，这样从进气口120进入的有机气体从本发明实施例提供的分子筛膜装置的上部开始沿膜管500的长度方向上运动，之后气体通过汇合板220底部的缺口221进入到汇合回流腔112内，从汇合回流腔112的底部沿膜管500的底部开始向上运动，再次进行吸收分离处理。这样的设计将大大增加了吸收反应的效率，在相同体积的分子筛膜装置中大大提高了效率，提高了空间利用率。
另外，分子筛膜装置还包括：膜管500；
膜管500沿壳体100的竖直方向上穿设在上活动管板和下活动板之间；
上活动管板上设置有用于固定膜管500的上膜孔；下活动板上设置有用于固定膜管500的下膜孔。
需要说明的是，下膜孔的直径小于膜管500的直径，这样对于膜管500的位置有个限制的作用，保证膜管500的安装位置。
另外，分子筛膜装置还包括：上压板600和下压板700；
用于固定上活动管板300的上压板600设置在与膜管500相对的一侧；
用于固定下活动管板400的下压板700设置在与膜管500相对的一侧。
需要说明的是，为了保证连接的紧固性，上压板600与上活动管板300螺钉连接或者是螺栓连接进行固定。同样下压板700与下活动管板400螺钉连接或者是螺栓连接进行固定。
另外，分子筛膜装置还包括：下壳体法兰800和密封件900；
提升密封性的密封件900设置在下活动管板400与下壳体法兰800之间，且确保密封件900在下壳体法兰800与下活动管板400之间具有压缩量。
需要说明的是，这里由于下活动板与下壳体法兰800之间的配合关系，为了保证两者之间的密封的良好性，则在其两者之间设置有密封件900，从而大大增加密封的效果，使得整体上密封效果增强，由于在下活动板和下壳体法兰800之间设置的密封件900具有一定的压缩量，比直接的接触连接的密封性更强。
另外，在下活动管板400的周向方向上设置有用于使密封件900定位的凹槽。
在下活动管板400上提前设置有用于放置密封件900的凹槽，使得密封件900可以有一个固定的位置，防止因为下壳体法兰800与下活动板不能对齐而造成的密封不完全且密封件900错位的问题。
另外，在壳体100的外部设置有用于使反应有机气体保温的保温层130。
需要说明的是，能够保证有机溶剂蒸汽在膜组件内进行分离的工作温度，保证分离效果，减少设备投资，降低成本。这里的保温层130是个双层外壳，内部为空腔，并且在双层外壳的上段设置有保温蒸汽进口131，下部设置有保温蒸汽出口132，从而使得对整个壳体100进行保温，从而保证进入可以与管模反应的有机气体的温度，从而大大提高了分离效率。
第二方面，本发明实施例提供的一种分离生产系统，包括：下级分离装置和第一方面中的任一项所述的分子筛膜装置；
下级分离装置与所述分子筛膜装置连接。
需要说明的是，本发明提供的分离生产系统具有上述分子筛膜装置具有的一切优点。
以上对本发明的分子筛膜装置及分离生产系统进行了说明，但是，本发明不限定于上述具体的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，可以进行各种各样的变形或变更。本发明包括在权利要求的范围内的各种变形和变更。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种分子筛膜装置，其特征在于，包括：壳体(100)、折流板(200)、上活动管板(300)和下活动管板(400)；
所述上活动管板(300)和所述下活动管板(400)可拆卸的设置在所述壳体(100)内，且所述上活动管板(300)与所述下活动管板(400)之间形成有腔体(110)；
所述折流板(200)设置在所述上活动管板(300)和所述下活动管板(400)之间，且所述折流板(200)的端部抵触在所述上活动管板(300)和所述下活动管板(400)上；
所述折流板(200)将所述腔体(110)分成分流腔(111)和汇合回流腔(112)。
2.根据权利要求1所述的分子筛膜装置，其特征在于，在所述壳体(100)上设置有进气口(120)；
所述折流板(200)包括：分流板(210)和汇合板(220)；
所述分流板(210)设置在所述进气口(120)处，将所述进气口(120)内的气体分流进入所述分流腔(111)内；
所述汇合板(220)将所述分流腔(111)内的气体汇合进入所述汇合回流腔(112)。
3.根据权利要求2所述的分子筛膜装置，其特征在于，所述汇合板(220)的下端设置有缺口(221)，使从所述进气口(120)进入的气体从所述分流腔(111)通过所述缺口(221)汇入所述汇合回流腔(112)。
4.根据权利要求1所述的分子筛膜装置，其特征在于，所述分子筛膜装置还包括：膜管(500)；
所述膜管(500)沿所述壳体(100)的竖直方向上穿设在所述上活动管板(300)和所述下活动管板(400)之间；
所述上活动管板(300)上设置有用于固定所述膜管(500)的上膜孔；所述下活动管板(400)上设置有用于固定所述膜管(500)的下膜孔。
5.根据权利要求4所述的分子筛膜装置，其特征在于，所述下膜孔的直径小于所述膜管(500)的直径。
6.根据权利要求4所述的分子筛膜装置，其特征在于，所述分子筛膜装置还包括：上压板(600)和下压板(700)；
用于固定所述上活动管板(300)的所述上压板(600)设置在与所述膜管(500)相对的一侧；
用于固定所述下活动管板(400)的所述下压板(700)设置在与所述膜管(500)相对的一侧。
7.根据权利要求1所述的分子筛膜装置，其特征在于，所述分子筛膜装置还包括：下壳体法兰(800)和密封件(900)；
提升密封性的所述密封件(900)设置在所述下活动管板(400)与所述下壳体法兰(800)之间，且确保所述密封件(900)在所述下壳体法兰(800)与所述下活动管板(400)之间具有压缩量。
8.根据权利要求7所述的分子筛膜装置，其特征在于，在所述下活动管板(400)的周向方向上设置有用于使所述密封件(900)定位的凹槽。
9.根据权利要求1所述的分子筛膜装置，其特征在于，在所述壳体(100)的外部设置有用于使反应有机气体保温的保温层(130)。
10.一种分离生产系统，其特征在于，包括下级分离装置和权利要求1－9中的任一项所述的分子筛膜装置；
所述下级分离装置与所述分子筛膜装置连接。
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- 2017-10-17 CN CN201710962074.7A patent/CN107485982A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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