CN203525403U - 一种碳化硅膜过滤器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出了一种碳化硅膜过滤器,属于过滤器技术领域。该碳化硅膜过滤器包括外壳以及位于该外壳中的滤芯,该滤芯为由碳化硅膜构造的膜管,该膜管中含有两端连通的通道,从而碳化硅膜构造为该通道的侧壁。本实用新型采用碳化硅膜作为过滤器滤芯,由于碳化硅膜的基材为化学惰性材料,适用于任何有机溶液,可以抵抗任何浓度的酸碱溶液,抗污能力强;同时由于其通量为传统陶瓷膜的6倍以上,过滤效率高;此外,该过滤器采用单只大膜装填,节省成本且反冲时其受力均匀。

Description

一种碳化硅膜过滤器
技术领域
[0001] 本实用新型属于过滤器技术领域。
背景技术
[0002] 陶瓷膜过滤器具有化学稳定性好、能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度大、可反向冲洗、抗微生物能力强、耐高温、孔径分布窄、分离效率高等优点,使其广泛地应用于化工、环保、食品、生物、制药、电子、电力、冶金、轻纺、海水脱盐等领域。
[0003] 然而,现有陶瓷膜采用的是氧化铝、氧化锆基材,氧化铝具有吸附性能,易造成有机物污堵在膜壁上,在含乳化油、蛋白质内废水处理上,传统的陶瓷膜抗污染性能很差,运行周期短。同时,由于材料硬度过低,现有陶瓷膜的开孔率为25%以内,导致了膜的通量较低,投资成本高。此外,现有陶瓷膜工业化采用小膜管装填方式,腔体空间偏大,造成再生液用量偏高,而膜管数量多使得反冲时易造成受力不均匀以及再生不完全。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种过滤性能好,抗污能力强的过滤器。
[0005] 为了达到上述目的,本实用新型的解决方案是:
[0006] 一种碳化硅膜过滤器,包括外壳以及位于所述外壳中的滤芯,所述滤芯为由碳化硅膜构造的膜管,所述膜管中含有两端连通的通道,即所述碳化硅膜构造为所述通道的侧壁。
[0007] 所述过滤器的外壳包括膜壳、上壳体端头和下壳体端头,所述膜壳包围所述膜管的侧面,所述上壳体端头和所述下壳体端头分别连接于所述膜壳的两端;优选的,所述膜管的外形为圆柱形,所述外壳为包围所述膜管的圆柱形;优选的,所述膜管中通孔的直径为3毫米。
[0008] 所述上壳体端头和所述下壳体端头与所述膜壳通过法兰连接头连接;或者,所述上壳体端头和所述下壳体端头与所述膜壳通过卡箍连接。
[0009] 所述上壳体端头开有浓液出口,所述下壳体端头开有进料口,所述膜壳上开有反冲口和清液出口 ;优选的,所述浓液出口、所述进料口、所述反冲口和所述清液出口处设有阀门,以分别控制所述浓液出口、所述进料口、所述反冲口和所述清液出口的开闭。
[0010] 在所述膜管的两端外侧设有环形垫片;所述环形垫片位于所述膜管的外侧和所述膜壳的内壁之间,以填充所述膜管外侧与所述膜壳内壁之间的间隙;优选的,所述环形垫片为双O环垫片,包括大小不同的两个环形部分,所述两个环形部分为一体式结构;其中,所述较的大环形部分包裹所述膜管的端部,所述较小的环形部分越过所述膜管,顶向所述过滤器的两端;优选的,所述环形垫片由橡胶构造。
[0011] 所述碳化硅膜为蜂窝状结构。
[0012] 所述碳化硅膜的过滤精度为40纳米;或者,所述碳化硅膜的过滤精度为100纳米;或者,所述碳化硅膜的过滤精度为500纳米。[0013] 所述碳化硅膜带有负电荷,以抵抗有机污染物在所述碳化硅膜表面的附着力。
[0014] 所述过滤器仅包含一个膜管;优选的,单只所述膜管的碳化硅的面积为8平方米。
[0015] 所述碳化硅膜的开孔率为50%。
[0016] 由于采用上述方案,本实用新型的有益效果是:本实用新型采用碳化硅膜作为过滤器滤芯,由于碳化硅膜的基材为化学惰性材料,适用于任何有机溶液,可以抵抗任何浓度的酸碱溶液,抗污能力强;同时由于其通量为传统陶瓷膜的6倍以上,过滤效率高;此外,该过滤器采用单只大膜装填,节省成本且反冲时其受力均匀。
附图说明
[0017] 图1本实用新型实施例中碳化硅膜过滤器的主视图;
[0018] 图2本实用新型实施例中双O环垫片的结构示意图;
[0019] 图3本实用新型实施例中双O环垫片与碳化硅膜的连接示意图。
[0020] 附图中:1、进料口 ;2、下壳体端头;3、法兰连接头;4、双O环垫片;5、支撑板;6、膜壳;7、碳化硅膜;8、清液出口 ;9、上壳体端头;10、浓液出口 ;11、反冲口 ;12、空心部分。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0022] 为了克服现有有机膜过滤器的缺点,得到过滤效果和抗污染效果好的过滤器,本实用新
[0023] 为了克服传统过滤器的缺点,本实用新型提出了一种碳化硅膜过滤器。该碳化硅膜过滤器包括膜壳6、碳化硅膜7、上壳体端头9和下壳体端头2。其中,碳化硅膜7为该过滤器的滤芯,位于膜壳6中;膜壳6与上壳体端头9和下壳体端头2均连接,且均通过法兰连接头3连接。这里,上壳体端头9与下壳体端头2和膜壳6的连接方式还可以为由卡箍连接,或者卡口式连接等等。如图1所示为该碳化硅膜过滤器的结构示意图。
[0024] 碳化硅膜7的材料为碳化硅基材,呈蜂窝状结构,构造成圆柱形的膜管,其中包含有连通其两端的通道,也即碳化硅膜7为该通道的侧壁。该通道的直径为3毫米。在该过滤器中,仅包含有一个膜管。该单只膜管的碳化硅膜的面积为8平方米。
[0025] 下壳体端头2中开有进料口 1,为料液的入口 ;上壳体端头9开有浓液出口 10,用于在该过滤器作错流过滤时,为料液循环构造通道。膜壳6中开有两个开口,一个为反冲口11,作为反冲液的入口 ;另一个为清液出口 8,作为排放过滤后的清液的出口。在上述各开口中均设有阀门,以控制这些开口的开启和关闭。
[0026] 在碳化硅膜7与膜壳6之间设有由橡胶材料构造的双O环垫片4,用于将碳化硅膜7固定在膜壳6内部,即双O环垫片4的内壁通过弹力包裹住碳化硅膜7,并填充碳化硅膜7的外侧与膜壳6的内壁之间的间隙。该双O环垫片4包含大小不同的两个环形部分,两环形部分构成一体式结构,即该双O环垫片为整体式垫片,其结构示意图如图2所示,图中两个空白长方形即为双O环垫片的两个环形部分构成的空心部分12。
[0027] 如图3所示为双O环垫片与碳化硅膜的连接示意图,其中较大的环形部分包裹在碳化硅膜7的端部,较小的环形部分则越过碳化硅膜7,向过滤器的两端延伸,顶住法兰连接头3。这是由于法兰连接头3由不锈钢材料构造,双O环垫片的较小环形部分能够有效隔离法兰连接头3和碳化硅膜7,防止法兰连接头3和碳化硅膜7发生碰撞,以保护碳化硅膜
7。这样,法兰连接头3将双O环垫片4的较小环形部分顶住,固定在膜壳6内。
[0028] 此外,为了在安装时辅助定位法兰接头3,该过滤器还包含支撑板5,支撑板5位于膜壳6和双O环垫片4之间,能够辅助固定双O环垫片4。
[0029] 该碳化硅膜7采用碳化硅基材,传统的陶瓷膜的材料为三氧化二铝,在亲水性、化学惰性和强度等方面均不及碳化硅材料。碳化硅膜7进行过表面改性,其表面带有负电荷,因此可以在其表面和有机物污染层之间形成排斥力,能够有效地缓和膜表面的污染。
[0030] 现有陶瓷膜的材质三氧化二铝硬度过低,膜的开孔率超过25%就会发生塌孔。本实用新 型中的膜材料碳化硅是目前已知的最坚硬的材料,不会发生塌孔现象。本实用新型中碳化硅膜7的开孔率为50%,较现有技术来说膜通量大大提高,有效地降低了成本。
[0031] 当进行死端过滤时,控制阀门打开进料口 I和清液出口 8,关闭反冲口 11和浓液出口 10。料液从进料口 I进入膜管中,在膜管的通道内积聚,并通过膜管侧壁的碳化硅膜7进行过滤,过滤后的清液从清液出口 8排出,而过滤留下的杂质可能附着在碳化硅膜7上。
[0032] 当进行交错过滤时,控制阀门打开进料口 1、清液出口 8和浓液出口 10,关闭反冲口 11。此时料液从进料口 I进入过滤器,部分通过碳化硅膜7过滤后的清液从清液出口 8排出,过滤留下的杂质可能附着在碳化硅膜7上,部分料液本身或者与留在碳化硅膜7上的杂质构成浓液从浓液出口 10排出构成料液循环。
[0033] 过滤器使用过一段时间后,碳化硅膜7上可能积有一定的杂质,需要定期进行反冲。反冲时,控制阀门开启反冲口 11、进料口 I和浓液出口 10,而关闭清液出口 8。反冲液从反冲口 11进入过滤器中对过滤时留在碳化硅膜7上的固体杂质进行冲洗,在反冲液的大压力下,固体杂质随着反冲液分别从进料口 I和浓液出口 10排出。
[0034] 该第一实施例中,碳化硅膜7的孔径即过滤精度为40纳米。该过滤器可用于发酵行业,如将其用于回收红霉素发酵液,此时其他的工艺参数如表1所示。此外,该过滤器还可用于石化行业,如用于油田回注水,此时其他的工艺参数如表2所示。
[0035] 表1碳化硅膜过滤器用于回收红霉素发酵液时的工艺参数
[0036]
Figure CN203525403UD00051
Figure CN203525403UD00061
[0037] 表2碳化硅膜过滤器用于油田回注水时的工艺参数
[0038]
Figure CN203525403UD00062
[0039] 本实用新型第二实施例与第一实施例不同之处在于碳化硅膜的孔径即过滤精度
为100纳米。此时该过滤器可用于植物提取行业,如将其用于大豆蛋白豆清液回收,此时其
他的工艺参数如表3所示。
[0040] 表3碳化硅膜过滤器用于大豆蛋白豆清液回收时的工艺参数
[0041]
Figure CN203525403UD00063
Figure CN203525403UD00071
[0042] 本实用新型第三实施例与第一实施例不同之处在于碳化硅膜的孔径即过滤精度为500纳米。此时该过滤器可用于醋酸纤维行业,如将其用于浆柏的提纯,此时其他的工艺参数如表4所示。
[0043] 表4碳化硅膜过滤器用于浆柏提纯时的工艺参数
[0044]
Figure CN203525403UD00072
[0045] 本实用新型采用碳化硅膜作为过滤器滤芯,由于碳化硅膜的基材为化学惰性材料,适用于任何有机溶液,可以抵抗任何浓度的酸碱溶液,抗污染能力强;同时由于其通量为传统陶瓷膜的6倍以上,过滤 效率高;此外,该过滤器采用单只大膜装填,节省成本且反冲时受力均匀。
[0046] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本实用新型不限于上述实施例,本领域技术人员根据本实用新型的揭示,不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种碳化硅膜过滤器,包括外壳以及位于所述外壳中的滤芯,其特征在于:所述滤芯为由碳化硅膜构造的膜管,所述膜管中含有两端连通的通道,所述碳化硅膜构造为所述通道的侧壁。
2.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述过滤器的外壳包括膜壳、上壳体端头和下壳体端头,所述膜壳包围所述膜管的侧面,所述上壳体端头和所述下壳体端头分别连接于所述膜壳的两端。
3.根据权利要求2所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述膜管的外形为圆柱形,所述外壳为包围所述膜管的圆柱形。
4.根据权利要求2所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述膜管中通孔的直径为3毫米。
5.根据权利要求2所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述上壳体端头和所述下壳体端头与所述膜壳通过法兰连接头连接;或者,所述上壳体端头和所述下壳体端头与所述膜壳通过卡箍连接。
6.根据权利要求2所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述上壳体端头开有浓液出口,所述下壳体端头开有进料口,所述膜壳上开有反冲口和清液出口。
7.根据权利要求6所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述浓液出口、所述进料口、所述反冲口和所述清液出口处设有阀门,以分别控制所述浓液出口、所述进料口、所述反冲口和所述清液出口的开 闭。
8.根据权利要求2所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:在所述膜管的两端外侧设有环形垫片;所述环形垫片位于所述膜管的外侧和所述膜壳的内壁之间,以填充所述膜管外侧与所述膜壳内壁之间的间隙。
9.根据权利要求8所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述环形垫片为双O环垫片,包括大小不同的两个环形部分,所述两个环形部分为一体式结构;其中,所述较的大环形部分包裹所述膜管的端部,所述较小的环形部分越过所述膜管,顶向所述过滤器的两端。
10.根据权利要求8所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述环形垫片由橡胶构造。
11.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述碳化硅膜为蜂窝状结构。
12.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述碳化硅膜的过滤精度为40纳米; 或者,所述碳化硅膜的过滤精度为100纳米; 或者,所述碳化硅膜的过滤精度为500纳米。
13.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述碳化硅膜带有负电荷,以抵抗有机污染物在所述碳化硅膜表面的附着力。
14.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述过滤器仅包含一个膜管。
15.根据权利要求14所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:单只所述膜管的碳化硅的面积为8平方米。
16.根据权利要求1所述的碳化硅膜过滤器,其特征在于:所述碳化硅膜的开孔率为 50%。
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CN110947261A (zh) * 2018-09-26 2020-04-03 李安琪 一种干气中去除固体颗粒的碳化硅膜过滤器及其应用
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