CN204073859U - 一种外压中空纤维膜组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及外压中空纤维膜组件。在原有外压中空纤维膜组件,包括套管和上下端盖以及填充在其内的外压中空纤维膜,其上浇铸端处的中空纤维膜开孔,其下浇铸端处的中空纤维膜闭孔,其特征设计是在下浇铸端中心位置有进水中心管,通过套管内中空纤维膜中部直通上浇铸端,下浇铸端处开孔,上浇铸端处闭孔,中心管侧壁均匀开孔,使进料液均匀分配在膜丝中间,外压中空纤维膜丝外包裹有多孔隔网,使外压中空纤维膜丝成为膜丝束,与套管间有固定空腔,用作浓水排出通道。
Description
技术领域
本实用新型涉及膜分离技术,具体为一种外压中空纤维膜组件,国际专利分类号拟为B01D65/10.
背景技术
膜分离技术和装置现已广泛应用于化工、生物、医药、食品、水处理等诸多领域,是现代技术中的重要一种。膜组件是膜技术和装置的核心部件,其性能好坏直接关系到膜系统和装置的性能优劣。国内外外压中空纤维膜组件种类较多,现在比较普遍的是膜组件的上端中空纤维膜开孔型,下端浇铸为闭孔型,并设计有多个导流孔。这种膜组件的工作路线为工作料液通过下端导流孔进入膜组件,经膜过滤,滤过液从膜组件上端口流出,浓缩液从膜组件上侧口排出。这种设计优点是从膜组件下端进料液,料液分布相对均匀,中空纤维膜有效使用率较高,可以避免部分死角。但这种组件也存在缺点,首先,下端导流孔对液流分配不能完全均匀,尤其是在靠近进液端处,正对导流孔处,流量流速较大,而在导流孔间隙处,流量流速较小,甚至成为死角,其次,中空纤维膜在膜组件中分布不是完全均一,中空纤维膜密度高的部分,阻力较大,料液流速较慢,中空纤维膜密度低的部分,流动阻力较小,料液流速较快,这样,会影响膜组件性能的充分发挥,也会使膜组件更容易污染。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足,设计一种新型的外压中空纤维膜组件,它可以在膜分离工作和在线清洗时,使液流分配更均匀,充分发挥膜的性能,防止因液流不均匀引起的膜污染。
本实用新型是如下实现的:设计一种外压中空纤维膜组件,包括套管、中心进料管和其上、下端盖以及填充在其内的外压中空纤维膜和多孔隔网,其上浇铸端处的外压中空纤维膜开孔,其下浇铸端闭孔,且下浇铸端中心有一个中心进料管,其特征是料液通过中心管进入,外压中空纤维膜由多孔格网包裹成束,与套管有固定间隙。
本实用新型的特征是在膜组件下端有中心管,中心管位于膜组件中心位置,直通至膜组件上端浇铸部分,且上端封闭,中心管四周由外压中空纤维膜包围。中心管侧壁均匀向四周开有多个孔,料液经中心管进入膜组件,并通过中心管侧壁开孔,由组件中心向外,透过外压中空纤维膜间的缝隙,流到膜丝束与膜套管间隙中。这个过程中,原料液在膜丝间均匀分配,在压力作用下,部分透过膜壁进入膜丝内部形成透过液,经组件上端透过液口流出,流经膜丝间隙,汇集到套管与膜丝束间隙的浓缩液向上流动,经组件侧面的浓缩液口流出。
本实用新型的特征还在于外压中空纤维膜丝外侧有一多孔隔网,将膜丝包裹成束,避免膜丝在套管内散乱,保证膜丝束与套管保持固定的间隙,形成浓缩液流道,确保浓缩液流道流动阻力较小,膜组件进料液的阻力只受膜丝装填量和密度的影响,最大限度保证膜组件各点阻力相同,料液均匀分配。
下面结合实施例及其附图进一步详述本实用新型。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是下浇铸端中心管结构示意图。
图3为中心管的结构示意图。
图4为膜组件A-A截面示意图。
具体实施方式
本实用新型是在现有膜组件的基础上进行的改进设计(见图1),即在现有的外压中空纤维膜组件,包括套管3、上下端盖11、12以及填充的外压中空纤维膜1,其上浇铸端5处的中空纤维膜开孔,其下浇铸端7处的中空纤维膜闭孔,其特征设计是在下浇铸端中心处有进料中心管9,中心管直通至上浇铸端5,上端封闭,填充的中空纤维膜1由多孔隔网2包裹,形成膜束,膜束与套管3间有固定间隙10。
为了使从进料口8进入膜组件的料液在膜丝中分配均匀,中心管9侧壁上的孔直径大小及分布是关键,根据中心管管径不同,管壁开孔直径和分布稍有差别。中心管径<25mm,侧孔直径在2-5mm,中心管径>25mm,侧孔直径在3-10mm,中心管侧孔均匀分布于管壁,具体如图2所示,孔心距一般为2-5倍孔直径。本实用新型4英寸组件中心管选用中心管内径为20mm,侧壁开孔直径2mm,孔心距为5mm。
本实用新型采用多孔隔网2将膜丝包裹成束,保证膜丝1在套管3中规则排列,膜丝装填密度均一,料液由中心管9向空腔10流动阻力一致,液流分配均匀。本实用新型的特征在于由隔网2包裹的丝束与套管3间有空腔,空腔径向距离在1-5cm,根据膜组件不同尺寸进行调整,例如,4英寸膜组件空腔径向距离为1cm。本实用新型特征在于选用的隔网2为耐腐蚀材料,有一定刚性,网孔分布均匀,孔径在5mm-50mm,根据组件大小选用一层隔网或多层隔网。本实用新型的特征还在于隔网两端包裹膜丝,并与膜丝一同浇铸在上下浇铸端5、7,不需另外固定。
型膜组件的工作原理是,当膜分离工作时,料液从下端口8进入中心管9,经中心管侧壁上孔13进入外压中空纤维膜1间隙,经过多孔隔网2后,汇集于隔网与套管间的空腔10处,形成浓缩液,经空腔向上从侧排口4排出,滤过液从中空纤维膜内侧汇集到上端口6流出。当需在线清洗时,则通过下端口8打入气水混合液流,清洗膜套管3内膜丝后,清洗流体经侧口4排出。
本实用新型的膜组件结构适用于2英寸以上的外压中空纤维膜组件,特别适用于大口径膜组件,如6英寸、8英寸膜组件,可用于规模化、连续化生产的膜装置。另外,本实用新型可适用于微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜,可实现膜过程的在线清洗。以6英寸膜组件为例,实验表明,本实用新型膜组件可实现连续纳滤过程,提高了过滤效率,保证膜过滤性能。
Claims (6)
1.一种外压中空纤维膜组件,包括套管(3)和其上、下端盖(11)、(12)以及填充在其内的外压中空纤维膜(1),其上浇铸端(5)处的外压中空纤维膜(1)开孔,其下浇铸端(7)处的外压中空纤维膜(1)闭孔,其特征是在所述下浇铸端(7)中心位置有进水中心管(9),在所述外压中空纤维膜丝外包裹有多孔隔网(2),使外压中空纤维膜丝成为膜丝束。
2.根据权利要求1所述的外压中空纤维膜组件,其特征是所述的中心管(9)在下浇铸端(7)处为开孔,且通过膜丝(1)中心部分直通上浇铸端(5),在上浇铸端处为闭孔。
3.根据权利要求1或2所述的外压中空纤维膜组件,其特征是所述的中心管(9)在膜套管(3)内部分的侧壁开有孔,孔径2-10mm,孔在中心管侧壁均匀分布,孔心距为孔径2-5倍。
4.根据权利要求1所述的外压中空纤维膜组件,其特征是所述的多孔隔网(2)将外压中空纤维膜(1)包裹为丝束,且与套管(3)间有空腔,空腔径向距离在1-5cm。
5.根据权利要求1或4所述的外压中空纤维膜组件,其特征是所述的隔网(2)为耐腐蚀材料,有一定刚性,网孔分布均匀,孔径在5mm-50mm,可用一层或多层。
6.根据权利要求1或4所述的外压中空纤维膜组件,其特征是所述的隔网(2)两端一并与膜丝一同浇铸在上下浇铸端(5)、(7),不需另外固定。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106621819A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-10 | 天津膜天膜科技股份有限公司 | 中空纤维脱盐膜组件及设备 |
CN109070006A (zh) * | 2016-03-14 | 2018-12-21 | 株式会社大赛璐 | 外压式中空纤维膜组件 |
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2014
- 2014-01-08 CN CN201420019131.XU patent/CN204073859U/zh not_active Expired - Fee Related
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