CN117654219A - 气体分离膜组件与其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中空纤维膜组件制备技术领域，公开了一种气体分离膜组件与其制备方法。该气体分离膜组件包括套筒和膜芯，膜芯包括膜丝束、两个第一密封胶段和两个封头，膜丝束由若干膜丝组成；两个第一密封胶段分别连接于膜丝束的两端；两个封头分别密封地套设在两个第一密封胶段的外周，套筒套设在两个封头的外周。本发明提供的气体分离膜组件中套筒与膜芯分体设置，便于开发标准化膜芯，并且能够避免套筒与膜芯之间的相互影响，确保使用寿命，且零件出现损伤后，无需更换整个气体分离膜组件，节省设备成本，同时，可根据使用需求灵活多变的进行膜过程应用与膜面积调整，必要时可将膜芯与膜壳分离分别进行应用和任意组合，增加使用的多样性。

Description

气体分离膜组件与其制备方法

技术领域

本发明涉及中空纤维膜组件制备技术领域，具体地涉及一种气体分离膜组件与其制备方法。

背景技术

近年来，膜技术在气体分离中的应用进展显著。随着中空纤维气体分离膜材料的进步，氦气、氢气、二氧化碳等专用分离膜纷纷问世。中空纤维气体分离膜由于具备单位体积装填密度大、不需任何支撑体、设备小型化结构简单等特点，非常适合进行气体的提纯与分离。气体分离膜技术的驱动力为各组分的分压压差，压差越大，同等面积下的膜的通量越高，膜装置的性价比越高，通常氦气、氢气分离膜的操作压力高达2.0-10.0MPa，对组件的制造提出了很高的要求。

目前的气体分离膜组件是将膜丝通过灌胶的方式，与膜壳粘接在一起，形成一个整体。通常采用直接灌胶，将膜丝、环氧密封胶与金属外壳粘接在一起。但是三者的热胀冷缩系数不同，这种膜组件在长期使用过程中，会发生膜丝与环氧树脂的分离，以及环氧树脂与金属外壳的分离。在温差较大的系统中使用时，这种情况严重影响组件的寿命。更重要的是，膜组件内部结构固定，单个组件的填充面积固定，使用时不能够方便的调整填充密度。当膜组件出现问题例如膜壳受损、封胶开裂时，整个组件无法拆卸，随即报废。由于不同项目对膜用量都不同，采用不同压力操作时，需要设计很多不同尺寸、压力规格的组件，不利于规模化生产。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种气体分离膜组件与其制备方法。

本发明提供了一种气体分离膜组件，包括套筒和设置在所述套筒内部的至少一组膜芯，所述膜芯包括：

膜丝束，所述膜丝束由若干个沿着所述套筒的长度方向延伸的膜丝组成；

两个第一密封胶段，两个所述第一密封胶段分别连接于所述膜丝束的两端，且所述膜丝束的膜孔露出所述第一密封胶段；以及

两个封头，两个所述封头分别密封地套设在两个所述第一密封胶段的外周，且两个所述封头上分别连接有进气接头和出气接头，所述套筒套设在两个所述封头的外周。

可选地，所述第一密封胶段与所述封头的内壁之间设有间隙，所述间隙内设有用于分流气体的气体分流器。

可选地，所述第一密封胶段与所述封头之间至少设有一个第一密封圈。

可选地，所述套筒具有相对的第一端和第二端，所述第一端敞口，所述第二端设有端板，所述端板的中部设有用于容纳所述出气接头的第一通孔，所述第一通孔的内壁与所述出气接头密封连接。

可选地，所述第二端通过密封件密封，且所述密封件与所述套筒密封连接，所述密封件的中部设有用于容纳所述进气接头的第二通孔，所述第二通孔的内壁与所述进气接头密封连接。

可选地，两个所述第一密封胶段的相对的一端分别设有第二密封胶段，所述第二密封胶段的硬度小于所述第一密封胶段的密度。

本发明还提供了一种气体分离膜组件的制备方法，包括以下步骤：

将若干膜丝捆扎呈一束或者多束，并将捆扎好的膜丝束的两端切平；

在膜丝束的两端涂抹预密封液体，并使得部分预密封液体进入到膜丝束的膜孔内；

待预密封液体固化后将膜丝束的两端分别至于模具中，并在模具中注入第一密封胶；

待第一密封胶固化后，将膜丝束取出并切除预密封液体段，以露出第一密封胶段和膜孔；

分别在两个第一密封胶段的外周套设封头，并在两个封头上分别连接进气接头和出气接头，最后套入套筒并将连接位置密封。

可选地，在装有膜丝束的模具中注入第一密封胶后注入第二密封胶，待第一密封胶和第二密封胶均固化后将膜丝束取出，其中，第二密封胶的硬度小于第一密封胶的硬度。

可选地，对套设在第一密封胶段的外周的封头进行外压冲压，使得封头的受压部分外径缩小0.8-1.2mm。

可选地，第一密封胶段的端部与封头之间预留2-10mm的间隙，并在该间隙内放置气体分流器。

本发明实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的气体分离膜组件中套筒与膜芯分体设置，便于开发标准化膜芯，并且能够避免套筒与膜芯之间的相互影响，确保使用寿命，且零件出现损伤后，无需更换整个气体分离膜组件，节省设备成本，同时，可根据使用需求灵活多变的进行膜过程应用与膜面积调整，必要时可将膜芯与膜壳分离分别进行应用和任意组合，增加使用的多样性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明实施方式所述气体分离膜组件的结构示意图；

图2为本发明实施方式所述膜芯的结构示意图；

图3为本发明实施方式所述进气接头或出气接头的示意图；

图4为本发明实施方式所述密封件的示意图；

图5为本发明实施方式所述套筒的示意图。

附图标记说明

1、套筒；11、端板；111、第一通孔；2、膜芯；3、膜丝束；31、膜丝；4、第一密封胶段；5、封头；51、进气接头；52、出气接头；6、间隙；7、第一密封圈；71、第二密封圈；72、第三密封圈；73、第四密封圈；8、密封件；9、第二密封胶段。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施方式只是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

结合图1至图5所示，本发明实施方式提供的气体分离膜组件包括套筒1和设置在套筒1内部的至少一组膜芯2，图1所示实施方式中，套筒1内设有一组膜芯2。膜芯2包括膜丝束3、两个第一密封胶段4以及两个封头5。

结合图1和图2所示，膜丝束3由若干个沿着套筒1的长度方向延伸的膜丝31组成。具体地，将若干根膜丝31捆扎成一束或者多束以形成膜丝束3，并将膜丝束3的两端切平。两个第一密封胶段4分别连接于膜丝束3的两端，且膜丝束3的膜孔露出第一密封胶段4，以供相应的气体流通。两个封头5分别密封地套设在两个第一密封胶段4的外周。具体地，封头5的内部中空且一侧开口形成卡槽，第一密封胶段4插入在该卡槽内，以完成连接。进一步优化地，第一密封胶段4与封头5之间至少设有一个第一密封圈7，确保密封效果。两个封头5上分别连接有进气接头51和出气接头52，进气接头51与膜丝束3的进气端的位置相对，使得相应的气体通过进气接头51进入到膜丝束3的膜孔内，出气接头52与膜丝束3的出气端的位置相对，使得相应的气体能够通过出气接头52流出到对应的设备内。套筒1套设在两个封头5的外周。

本发明提供的气体分离膜组件中套筒1与膜芯2分体设置，便于开发标准化膜芯2，并且能够避免套筒1与膜芯2之间的相互影响，确保使用寿命，且零件出现损伤后，无需更换整个气体分离膜组件，节省设备成本，同时，可根据使用需求灵活多变的进行膜过程应用与膜面积调整，必要时可将膜芯2与膜壳分离分别进行应用和任意组合，增加使用的多样性。

在一些实施方式中，第一密封胶段4与封头5的内壁之间设有间隙6，间隙6内设有用于分流气体的气体分流器，进而使得气体均匀的分布在各个膜孔内，确保气体分离效果。

如图5所示，套筒1具有相对的第一端和第二端，以图5所示方向为例，套筒1的第一端即为套筒1的左端，套筒1的第二端即为套筒1的右端。套筒1的第一端敞口，使得膜芯2可通过套筒1的第一弹插入到套筒1的内部。套筒1的第二端设有端板11，端板11起到限位膜芯2的作用，当膜芯2的插入端与端板11接触时，膜芯2安装到位。端板11的中部设有用于容纳出气接头52的第一通孔111，即当套筒1套设在膜芯2的外周时，出气接头52插入到第一通孔111内，使得整体结构更加紧凑。第一通孔111的内壁与出气接头52密封连接，具体在出气接头52与第一通孔111的内壁之间设置第二密封圈71，以确保密封效果，其中，第二密封圈71优选为O型圈。进一步优化地，套筒1的外周连接有壳程出口，壳程出口作用是进出气用。待分离气体从膜丝束3的膜孔进入后，目标分离气体从膜丝31的内壁经外壁渗出，从壳程出口排出。当壳程出口进气时，目标气体经膜丝31外壁到内壁后渗出，从出气口排出，由于该种布置方式和原理为常规技术，因此，在此未做过多的描述。

其中，如图3所示，出气接头52的中部开孔，其与封头5连接的一端呈圆台状，具体为出气接头52靠近封头5的方向直径逐渐减小，封头5的端部设有与出气接头52的圆台段相匹配的安装孔。出气接头52的圆台段与安装孔螺纹连接，具体为圆台段的外周设有外螺纹，安装孔的内壁设有与外螺纹相匹配的内螺纹，确保连接牢固性和便利性。

套筒1的第二端通过密封件8密封，且密封件8与套筒1密封连接。如图1所示，具体为密封件8的外径与套筒1的内径相匹配，使得密封件8能够插入至套筒1的第一端。结合图1和图4所示，密封件8插入到套筒1的第一端后，部分密封件8伸出套筒1，且密封件8的伸出端向外延伸扩展，以使得密封件8的伸出端形成第一连接板。结合图1和图5所示，套筒1的第一端的外周设有第二连接板，第一连接板贴合在第二连接板的外周，并与第二连接板螺栓连接，确保固定效果。为了确保连接的密封性，在套筒1的第一端与密封件8之间设有第三密封圈72，其中，第三密封圈72优选为O型圈。

结合图1和图4所示，密封件8的中部设有用于容纳进气接头51的第二通孔，即当密封件8插入到套筒1的内部后，进气接头51插入到第二通孔内，使得整体结构更加紧凑。进一步优化地，密封件8的远离封头5的一端设有避让孔，使得部分进气接头51露出，便于其与其他部件的连接。第二通孔的内壁与进气接头51密封连接。具体在进气接头51与第二通孔的内壁之间设置第四密封圈73，以确保密封效果，其中，第四密封圈73优选为O型圈。

其中，如图3所示，进气接头51的中部开孔，其与封头5连接的一端呈圆台状，具体为进气接头51靠近封头5的方向直径逐渐减小，封头5的端部设有与进气接头51的圆台段相匹配的安装孔。进气接头51的圆台段与安装孔螺纹连接，具体为圆台段的外周设有外螺纹，安装孔的内壁设有与外螺纹相匹配的内螺纹，确保连接牢固性和便利性。

由于膜丝31本身的脆性，第一密封胶段4浇筑过程受到毛细作用将会出现爬丝现象进而附着在根部膜丝31附近使得膜丝31与第一密封胶段4形成一个脆性的整体。而第一密封胶段4通常采用硬度较高的材质，膜丝31被固定在其中，在膜丝31受到气流扰动根部将出现较大的剪切力，将严重影响膜丝31的使用寿命。因此，本申请在两个第一密封胶段4的相对的一端分别设有第二密封胶段9，第二密封胶段9的硬度小于第一密封胶段4的密度。其中第二密封胶段9通常采用具有弹性的聚氨酯材质，使得膜丝31的格努受到软胶保护，且第二密封胶段9覆盖第一密封胶段4爬丝的部分，可有效防止膜丝31与第一密封胶段4的连接处即膜丝31的根部受到气流扰动损坏，对于脆性的膜丝31起到更好的缓冲作用，以增加膜丝31的使用寿命。

本发明还提供了一种气体分离膜组件的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将若干膜丝31捆扎呈一束或者多束，并将捆扎好的膜丝束3的两端切平。具体可将2000根中空纤维膜捆扎呈一束或者多束。

其中，膜丝31的膜材料可以是聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、合成树脂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚二甲基硅氧烷、嵌段共聚物、金属有机骨架材料(MOFs)等的一种或多种材料制备出的均质膜、非均质膜、复合膜等各类膜材料。且可以是中空纤维膜或者管式膜。该膜可采用热致相分离、溶液致相分离、熔融拉伸、界面聚合、涂覆聚合、原位聚合等制备方法进行制备。

步骤S2，在膜丝束3的两端涂抹预密封液体，并使得部分预密封液体进入到膜丝束3的膜孔内。其中，预密封液体可为硅橡胶乳液等。通过预涂预密封液体，防止后续第一密封胶成型过程中导致膜孔堵塞的现象发生。

步骤S3，待预密封液体固化后将膜丝束3的两端分别至于模具中，并在模具中注入第一密封胶以在膜丝束3的两端分别形成第一密封胶段4。其中，第一密封胶可以是环氧树脂、聚氨酯、硅橡胶等各类密封材料，可根据实际需求进行选择。该种设置方式下，使得膜丝束3封胶过程的同时制备一个独立的封胶端头。

步骤S31，在装有膜丝束3的模具中注入第一密封胶后注入第二密封胶以在第一密封胶段4的段部形成第二密封胶段9，待第一密封胶和第二密封胶均固化后将膜丝束3取出，其中，第二密封胶的硬度小于第一密封胶的硬度。具体地，第一密封胶在浇筑过程受到毛细作用将会出现爬丝现象进而附着在根部膜丝31附近使得膜丝31与第一密封胶段4形成一个脆性的整体。而第二密封胶的注入将覆盖第一密封胶段4爬丝的部分，可有效防止膜丝31与第一密封胶段4的连接处即膜丝31的根部受到气流扰动损坏，对于脆性的膜丝31起到更好的缓冲作用，以增加膜丝31的使用寿命。

其中，可在模具中注入100mm深的环氧树脂胶等待其固化。随后灌入20mm厚的环氧树脂软胶等待其固化。第一密封胶灌注时的外壳模型具有凸起，进而在浇灌过程中在第一密封胶段4的外周形成环形槽，将外壳模型取下后，露出的第一密封胶段4的外周形成环形槽，以套装第一密封圈7。具体地，第一密封圈7采用聚四氟乙烯密封O型圈，O型圈外径2mm，环形槽的深度1.5mm。

步骤S4，待第一密封胶固化后，将膜丝束3取出并切除预密封液体段，以露出第一密封胶段4和膜孔，使得膜丝束3满足使用需求。

步骤S5，分别在两个第一密封胶段4的外周套设封头5，并在两个封头5上分别连接进气接头51和出气接头52，最后套入套筒1并将连接位置密封。

具体地，将封头5套设在第一密封胶段4的外周，并对封头5进行外压冲压，使得封头5的受压部分外径缩小0.8-1.2mm。该种设计方式下，封头5需要采用可以进行冲压产生形变的材质，具体包括铝合金等合金材料或者聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、PVC等各类塑料。在其中一个实施方式中，封头5采用厚度为5mm的铝合金封头5，并将封头5套设在第一密封胶段4的外周，采用冲压机对封头5进行外压冲压操作，使得封头5的受压部分外径缩小1mm，保证封头5的受压部分形变的同时能够充分挤压第一密封圈7，但不损害第一密封胶段4的本身结构。

进一步优化地，第一密封胶段4的端部与封头5之间预留2-10mm的间隙6，并在该间隙6内放置气体分流器，分流进入到该气体分离膜组件内的气体。

封头5安装完成后，分别将进气接头51和出气接头52安装在两个封头5上。其中，进气接头51和出气接头52可通过螺纹或者法兰的方式与对应的封头5连接，完成制备过程，确保连接效果。

进气接头51和出气接头52安装完成后，将整体膜芯2插入到套筒1的内部，直至封头5的端部与套筒1的端板11接触，此时出气接头52插入到封板的第一通孔111内，且在出气接头52的外周套设第二密封圈71，增加出气接头52与端板11连接的密封性。在套筒1的第一端插入密封件8，使得密封件8的端部与封头5的端部接触，此时，进气接头51插设在密封件8内，使得整体结构更加紧凑。其中，密封件8的外周设有第三密封圈72，增加密封件8与套筒1连接的密封性。进气接头51的外周设有第四密封圈73，增加进气接头51与密封件8连接的密封性。该种设计方式通过密封件8与套筒1将膜芯2包裹的同时严格密封，形成外腔，进而使得膜组件可以采用高压外压操作。

采用本发明提供的方法在制备膜组件过程中，通过预先完成第一密封胶段4的定型获得需要的第一密封胶段4形状，并且根据形状设计采用密封垫、密封圈等弹性密封方式进行密封。并可以通过封头5在一定的外力作用下导致的可控的形变量来保证气密性和封头5的定型。这样的组件制造方法方便规模化生产，造价低，最关键的是气密性好，具有可拆卸的优势，即使套筒1、密封件8等出现老化，还可以通过后处理将内部膜芯2取出再次利用，节省设备成本。并且膜芯2可以标准化生产，当需要更多膜面积的膜组件时，只需要将套筒1延长，在一个套筒1内放入两个或者更多个膜芯2即可。当膜组件需要变更设计或者更换时，只需替换标准化膜芯2即可，外壳仍然可以继续使用，节省设备成本。

下面列举具体实施例对本发明提供的气体分离膜组件的制备方法进行说明：

实施例一

取2000根中空纤维膜，捆扎成一束或者多束，两端切平备用。在两端分别涂抹硅橡胶乳液，使部分乳液进入到中空纤维膜的中心孔之中，等待固化。将固化后的膜丝束3放入到预制好的封胶模具之中。灌入100mm深的环氧树脂胶等待其固化。随后灌入20mm厚的环氧树脂软胶等待其固化。完全固化后，打开模具取出封胶段(包括第一密封胶段4和第二密封胶段9)。将预封胶段切掉露出硬胶段和裸露的膜孔。其中，将裸露的第一密封胶段4的环形槽处套上聚四氟乙烯密封O型圈，O型圈外径2mm，凹槽深度1.5mm，然后将预制好的5mm厚铝合金套管封头5套在封胶段之外。

在第一密封胶段4的外侧采用冲压机对封头5进行外压冲压操作，冲压压力使封头5的受压部分外径缩小1mm，保证封头5的受压部分形变的同时能够充分挤压O型圈，但不损害封胶段主体结构。封头5可以与第一密封胶段4的端面之间保留一个2-10mm的腔体，在腔体之内可以放入气体分流器，分流进入到膜组件内的气体。将进气接头51和出气接头52分别与两个封头5进行连接，完成膜芯2制作。将密封件8套在膜芯2的进气接头51上，通过O型圈密封。将套筒1由膜芯2的出气接头52端套入，并通过O型圈将套筒1的端板11与出气接头52密封连接，同时通过O型圈将套筒1与密封件8的外圈密封。

测试过程，在0.2Mpa外压操作，测试温度在10℃和80℃下，进行耐压和寿命测试，每12个小时变化一次外界温度，12小时10℃，12小时80℃，重复100次(100天)。测试外壳的泄露率和膜组件寿命。

实施例二

取5000根中空纤维膜，捆扎成一束或者多束，两端切平备用。在两端分别涂抹硅橡胶乳液，使部分乳液进入到中空纤维膜的中心孔之中，等待固化。将固化后的膜丝束3放入到预制好的封胶模具之中。灌入150mm深的环氧树脂胶等待其固化。随后灌入20mm厚的环氧树脂软胶等待其固化。完全固化后，打开模具取出封胶段(包括第一密封胶段4和第二密封胶段9)。将预封胶段切掉露出硬胶段和裸露的膜孔。其中，将裸露的第一密封胶段4的的环形槽处套上聚四氟乙烯密封O型圈，O型圈外径2mm，凹槽深度1.5mm，然后将预制好的5mm厚铝合金套管封头5套在封胶段之外。

在第一密封胶段4的外侧采用冲压机对封头5进行外压冲压操作，冲压压力使封头5的受压部分外径缩小1mm，保证封头5的受压部分形变的同时能够充分挤压O型圈，但不损害封胶段主体结构。封头5可以与第一密封胶段4的端面之间保留一个2-10mm的腔体，在腔体之内可以放入气体分流器，分流进入到组件内的气体。将进气接头51和出气接头52分别与两个封头5进行连接，完成膜芯2制作。将密封件8套在膜芯2的进气接头51上，通过O型圈密封。将套筒1由膜芯2的出气接头52端套入，并通过O型圈将套筒1的端板11与出气接头52密封连接，同时通过O型圈将套筒1与密封件8的外圈密封。

测试过程，在10.0Mpa外压操作，测试温度在10℃和80℃下，进行耐压和寿命测试，每12个小时变化一次外界温度，12小时10℃，12小时80℃，重复100次(100天)。测试外壳的泄露率和膜组件寿命。

测试过程，在0.2Mpa，0.6Mpa，0.8Mpa，1.0Mpa外压操作，测试温度在10℃和80℃波动，进行耐压和寿命测试，每12个小时变化一次外界温度，12小时10℃，12小时80℃，重复100次(100天)。膜组件泄露率低于0.1毫升/h。

实施例三

取2000根中空纤维膜，捆扎成一束或者多束，两端切平备用。在两端分别涂抹硅橡胶乳液，使部分乳液进入到中空纤维膜的中心孔之中，等待固化。将固化后的膜丝束3放入到预制好的封胶模具之中。灌入100mm深的环氧树脂胶等待其固化。随后灌入20mm厚的环氧树脂软胶等待其固化。完全固化后，打开模具取出封胶段(包括第一密封胶段4和第二密封胶段9)。将预封胶段切掉露出硬胶段和裸露的膜孔。其中，将裸露的第一密封胶段4的环形槽处套上聚四氟乙烯密封O型圈，O型圈外径2mm，凹槽深度1.5mm，然后将预制好的5mm厚铝合金套管封头5套在封胶段之外。

在第一密封胶段4的外侧采用冲压机对封头5进行外压冲压操作，冲压压力使封头5的受压部分外径缩小1mm，保证封头5的受压部分形变的同时能够充分挤压O型圈，但不损害封胶段主体结构。封头5可以与第一密封胶段4的端面之间保留一个2-10mm的腔体，在腔体之内可以放入气体分流器，分流进入到膜组件内的气体。将进气接头51和出气接头52分别与两个封头5进行连接，完成膜芯2制作。将密封件8套在膜芯2的进气接头51上，通过O型圈密封。将套筒1由膜芯2的出气接头52端套入，并通过O型圈将套筒1的端板11与出气接头52密封连接，同时通过O型圈将套筒1与密封件8的外圈密封。

测试过程，在2.0Mpa外压操作，测试温度在10℃和80℃下，进行耐压和寿命测试，12个小时变化一次外界温度，12小时10℃，12小时80℃，重复100次(100天)。每进行100天后，将组建拆开，更换标准膜芯2，更换另外一套可拆装膜组件，从新安装后再次进行重复测试100天。重复进行5次试验。分别测试膜组件的泄露率。结构膜组件泄露率低于0.1毫升/h。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施方式的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施方式中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施方式，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种气体分离膜组件，其特征在于，包括套筒(1)和设置在所述套筒(1)内部的至少一组膜芯(2)，所述膜芯(2)包括：

膜丝束(3)，所述膜丝束(3)由若干个沿着所述套筒(1)的长度方向延伸的膜丝(31)组成；

两个第一密封胶段(4)，两个所述第一密封胶段(4)分别连接于所述膜丝束(3)的两端，且所述膜丝束(3)的膜孔露出所述第一密封胶段(4)；以及

两个封头(5)，两个所述封头(5)分别密封地套设在两个所述第一密封胶段(4)的外周，且两个所述封头(5)上分别连接有进气接头(51)和出气接头(52)，所述套筒(1)套设在两个所述封头(5)的外周。

2.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其特征在于，所述第一密封胶段(4)与所述封头(5)的内壁之间设有间隙(6)，所述间隙(6)内设有用于分流气体的气体分流器。

3.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其特征在于，所述第一密封胶段(4)与所述封头(5)之间至少设有一个第一密封圈(7)。

4.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其特征在于，所述套筒(1)具有相对的第一端和第二端，所述第一端敞口，所述第二端设有端板(11)，所述端板(11)的中部设有用于容纳所述出气接头(52)的第一通孔(111)，所述第一通孔(111)的内壁与所述出气接头(52)密封连接。

5.根据权利要求4所述的气体分离膜组件，其特征在于，所述第二端通过密封件(8)密封，且所述密封件(8)与所述套筒(1)密封连接，所述密封件(8)的中部设有用于容纳所述进气接头(51)的第二通孔，所述第二通孔的内壁与所述进气接头(51)密封连接。

6.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其特征在于，两个所述第一密封胶段(4)的相对的一端分别设有第二密封胶段(9)，所述第二密封胶段(9)的硬度小于所述第一密封胶段(4)的密度。

7.一种气体分离膜组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将若干膜丝捆扎呈一束或者多束，并将捆扎好的膜丝束的两端切平；

在膜丝束的两端涂抹预密封液体，并使得部分预密封液体进入到膜丝束的膜孔内；

待预密封液体固化后将膜丝束(3)的两端分别至于模具中，并在模具中注入第一密封胶；

待第一密封胶固化后，将膜丝束(3)取出并切除预密封液体段，以露出第一密封胶段(4)和膜孔；

分别在两个第一密封胶段(4)的外周套设封头(5)，并在两个封头(5)上分别连接进气接头(51)和出气接头(5)，最后套入套筒(1)并将连接位置密封。

8.根据权利要求7所述的气体分离膜组件的制备方法，其特征在于，在装有膜丝束(3)的模具中注入第一密封胶后注入第二密封胶，待第一密封胶和第二密封胶均固化后将膜丝束(3)取出，其中，第二密封胶的硬度小于第一密封胶的硬度。

9.根据权利要求7所述的气体分离膜组件的制备方法，其特征在于，对套设在第一密封胶段(4)的外周的封头(5)进行外压冲压，使得封头(5)的受压部分外径缩小0.8-1.2mm。

10.根据权利要求7所述的气体分离膜组件的制备方法，其特征在于，第一密封胶段(4)的端部与封头(5)之间预留2-10mm的间隙(6)，并在该间隙(6)内放置气体分流器。