CN207401368U - 一种管式膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管式膜组件，属于膜分离技术领域，其主要用于渗透汽化、蒸汽渗透及气体分离等膜分离过程。包括有：原料进口、筒体、物料出口、管式膜、封头、渗透液出口，管式膜安装于筒体内，管式膜的外侧是原料侧，内侧为渗透液侧，原料侧和渗透液侧被花盘隔开，渗透液侧与封头及渗透液出口相连，在筒体的内部设置平行于管式膜的纵向折流板。本实用新型的管式膜组件的优点在于适用于高温高压下的渗透汽化、蒸汽渗透及气体分离等膜分离过程，有效改善了原料的流动状态，提高膜的分离效率；安装时不会损伤管式膜，便于拆卸维修等。

Description

一种管式膜组件

技术领域

本实用新型公开了一种管式膜组件，属膜分离技术领域，其主要用于渗透汽化、蒸气渗透及气体分离等膜分离过程。

背景技术

渗透汽化和蒸汽渗透作为一种新型膜分离技术，对有机溶剂和混合溶剂中微量水的脱除及废水中少量有机污染物的分离具有明显的技术和经济优势；还可以同生物及化学反应耦合，优化工艺，提高效率。

膜组件作为渗透汽化和蒸汽渗透分离过程的关键设备，可分为板框式、螺旋卷式、管式及中空纤维式等几种。板框式膜组件结构复杂，操作繁琐；螺旋卷式膜组件存在着制作工艺复杂、密封困难等问题；中空纤维式膜组件由于存在浓差极化问题有待进一步优化尺寸；管式膜组件的尺寸大于中空纤维式膜组件，并且结构较板框式简单，便于安装、拆卸及维修，工业应用具有广阔的前景。

传统的管式膜组件内部无折流板或设置垂直于管式膜方向的折流板，无折流板膜组件的渗透通量不高，设置垂直于管式膜方向的折流板时，由于折流板金加工误差、筒体焊接变形及折流板安装等误差等，导致管式膜很难安装或管式膜外表面会被划伤等情况。

发明内容

本实用新型的目的是针提供一种管式膜组件，改变传统的膜组件在使用时产品的渗透通量不高及管式膜安装困难的问题。主要的工作原理是基于在膜组件筒体内部加装纵向折流板，提高原料的湍流程度而且可以方便安装不损伤膜管。

技术方案是：

一种管式膜组件，包括有：

筒体，

花盘，位于筒体的内部，并且分别设置于筒体的两端；

封头，分别设置于筒体的两端的外侧；

管式膜，平行排列于筒体的内部，且两端分别嵌于花盘中，管式膜的管道与封头相连通；

压板，设置于封头的内部，压板将花盘压紧；

渗透液出口，设置于封头上；

以及分别设置于筒体上的原料进口和原料出口；

纵向折流板，为平板状，设置于筒体内部，平行于管式膜，一端与一侧的花盘相贴合，另一端与另一侧的花盘之间留有空隙。

在一个实施例中，纵向折流板的数量为两个以上。

在一个实施例中，相邻的纵向折流板分别是与不同的花盘相贴合。

在一个实施例中，纵向折流板与筒体之间是焊接或者是通过支撑件固定于筒体上。

在一个实施例中，纵向折流板的内部为中空结构，在筒体上的原料进口和原料出口分别位于筒体的两端，在纵向折流板偏向于原料进口的一侧开设有上游开孔，上游开孔的开口方向朝着原料进口，在纵向折流板偏向于原料出口的一侧开设有下游开孔，下游开孔的开口方向朝着原料出口。

有益效果

本实用新型的管式膜组件优点在于适用于高温高压下渗透汽化或者蒸气渗透过程，有效改善液体或蒸汽的流动状态，提高膜的分离效率，避免了管式膜被划伤的风险，便于拆卸维修等。

附图说明

图1是实施例1中的一种管式膜组件折流板结构示意图。

图2是实施例1中纵向折流板的截面示意图。

图3是另一种纵向折流板放大示意图。

其中，1、渗透液出口；2、封头；3、压板；4、花盘；5、筒体；6、管式膜；7、纵向折流板；8、原料进口；9、筒体法兰；10、原料出口；11、支撑件；12、上游开孔；13、下游开孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种管式膜组件包括有筒体5、封头2和管式膜6，筒体5整体呈圆筒形，两端设置两个封头2，封头2上设置渗透液出口1，多根管式膜6平行地安装于筒体5中，管式膜6两端套于设置于筒体5两端的花盘4中，封头2内侧设置压板3和密封件，它与花盘4及管式膜6相配合形成密封结构，对管式膜6内、外侧进行隔离密封，管式膜的外侧是原料侧，内侧与封头2及渗透液出口1相连通形成渗透液侧。筒体5的两侧分别开设有原料进口8及原料出口10。封头2与筒体5之间通过筒体法兰9相互固定。

在筒体5内部还安装有纵向折流板7，其结构图如图1和图2所示，纵向折流板7呈矩形，板状，纵向折流板7平行于管式膜6的两条边与筒体5的内壁连接固定（固定方式可以是焊接，也可以是如图2所示的将其固定于支撑件11上），它平行于管式6的两端，一端面与花盘3相贴合，另一端面与延伸至另一端花盘3但并不贴合，而是设置一个缺口，原料从这个缺口部位进行折流往返。

膜组件采用的筒体5和管式膜6皆可采用常规的装配方式，膜组件主要是应用于于渗透汽化、蒸气渗透及气体分离等膜分离工艺过程。管式膜6的外侧为膜分离层，内侧为支撑层，其结构可以是单管式的，也可以是多通道式的。将管式膜6安装于筒体5中后，筒体5上一侧设置原料进口8，另一侧设置物料出口10，原料进来后沿膜管外侧流动。另外管式膜6的两端设置花盘4隔开原料侧和渗透液侧。管式膜6的内侧与渗透液侧出口1相连通的。在渗透液出口通过抽真空，在膜两侧组分分压差的推动下，渗透液会优先通过膜层进入到管式膜6的内侧，再由真空的作用通过渗透液出口1带离膜组件。本实用新型提供的技术方案中，在筒体5内的原料侧设置纵向折流板7，其可以在原料流动方向上干扰物料的正常流动，提高湍流程度，减少物料流动的死区及短路情况，提高了分离效率，而且模式管与纵向折流板平行，不会与其接触，避免了管式膜外表面可能被划伤的情况。纵向折流板7的数量是1个及以上。可以根据要求调整其数量，从而可以调整物料在筒体5内部的流动速度。

相邻纵向折流板7与花盘4设置的缺口沿筒体5中心线左右对称布置。可以使物料在筒体5中往返流动，提高了分离效率。在筒体5内部共设有3块纵向折流板7，相邻纵向折流板7的缺口左右对称布置，可以把筒体分成4个通道进行往返折流。纵向折流板7是平板状，这样的结构容易制造及安装。不需要再上面转孔，减少了加工工序及难度，降低了成本。

如图1所示，在使用该膜组件进行物料分离操作时，原料首先从原料入口8进入，然后会被纵向折流板7阻挡向左流动，流动到最左边通过缺口向下折流，被第二块纵向折流板7阻挡向右流动，流动到最右边通过缺口向下折流，以此反复往返折流，直至从物料出口离开膜组件。于此同时，在管式膜6内侧处抽真空，使原料中易透过的组分从管式膜6上透过，进入渗透液侧，从渗透液出口1离开膜组件。原料在筒体5中做往返折回运动，提高了流体的湍流程度，控制了流体速度，提高了分离效率。

在本实施例中，纵向折流板7是与管式膜6平行安装的，不会与其接触，避免了管式膜6外表面可能被划伤的情况。

在另一个实施方式中，筒体5截面是圆形或矩形的。纵向折流板7平行于管式膜6的两条边与筒体5的内壁焊接。由于纵向折流板7两边与筒体5焊接达到了无间隙的紧密贴合，使原料从此处无法通过或泄露，可使原料全部从设置的区域通过，减少原料流动的死区及形成最大程度的折流，其对提高湍流程度的效果更好。

在另一个实施方式中，如图3所示，纵向折流板7的内部为中空结构，在筒体5上的原料进口8和原料出口10分别位于筒体的两端，在纵向折流板7偏向于原料进口8的一侧开设有上游开孔12，上游开孔12的开口方向朝着原料进口8，在纵向折流板7偏向于原料出口10的一侧开设有下游开孔13，下游开孔13的开口方向朝着原料出口10。采用这样的结构时，从原料进口8进入的原料会有一部分由于液体压力的作用，被压入上游开孔12，被压入的原料会在这一段中使管式膜6的表面既有原料的沿膜管的平行流动，也有垂直于膜管的垂直流动，相互之间相互干扰，提高湍流性，减小浓差极化现象。同时，这一部分原料在中空结构内运动后，从下游出口13流出，在另一侧的管式膜6的表面也形成了垂直流向，与平行流动的原料相互干扰。

Claims (5)

1.一种管式膜组件，包括有：

筒体（5），

花盘（4），位于筒体（5）的内部，并且分别设置于筒体（5）的两端；

封头（2），分别设置于筒体（5）的两端的外侧；

管式膜（6），平行排列于筒体（5）的内部，且两端分别嵌于花盘（4）中，管式膜（6）的管道与封头（2）相连通；

压板（3），设置于封头（2）的内部，压板（3）将花盘（4）压紧；

渗透液出口（1），设置于封头（2）上；

以及分别设置于筒体（5）上的原料进口（8）和原料出口（10）；

其特征在于，还包括有：

纵向折流板（7），为平板状，设置于筒体（5）内部，平行于管式膜（6），一端与一侧的花盘（4）相贴合，另一端与另一侧的花盘（4）之间留有空隙。

2.根据权利要求1所述的管式膜组件，其特征在于，纵向折流板（7）的数量为两个以上。

3.根据权利要求1所述的管式膜组件，其特征在于，相邻的纵向折流板（7）分别是与不同的花盘（4）相贴合。

4.根据权利要求1所述的管式膜组件，其特征在于，纵向折流板（7）与筒体（5）之间是焊接或者是通过支撑件（11）固定于筒体（5）上。

5.根据权利要求1所述的管式膜组件，其特征在于，纵向折流板（7）的内部为中空结构，在筒体（5）上的原料进口（8）和原料出口（10）分别位于筒体的两端，在纵向折流板（7）偏向于原料进口（8）的一侧开设有上游开孔（12），上游开孔（12）的开口方向朝着原料进口（8），在纵向折流板（7）偏向于原料出口（10）的一侧开设有下游开孔（13），下游开孔（13）的开口方向朝着原料出口（10）。