CN209828730U - 一种硅溶胶浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅溶胶浓缩装置，包括通过管道依次连通的原料罐，超滤泵，中空纤维膜组件和透析罐。超滤泵用于将原料罐中的硅溶胶溶液泵到中空纤维膜组件中。中空纤维膜组件一端与原料罐相通，另一端与透析罐连通。中空纤维膜组件包括集水管，膜固定层，中空纤维膜束及曝气管。膜固定层设于集水管下方。中空纤维膜束由若干U型膜丝拉齐形成。U型膜丝下端可自由摆动，上端通过膜固定层密封并与集水管连通。曝气管包括接头、固定管。固定管表面设有大量曝气孔。集水管一端密封，另一端通过管道与透析罐连通。本实用新型结构简单，浓缩效率高，中空纤维膜组件清洗方便彻底，使用方便，适宜推广应用。

Description

一种硅溶胶浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及到超滤设备领域，具体为一种硅溶胶浓缩装置。

背景技术

硅溶胶在水溶液中由于有较大的比表面积、具有高吸附性、高分散度（数纳米到数十纳米）、高耐火绝热性等特点而成为一种非常重要的无机精细化工产品，在精密铸造、毛纺工业、造纸技术、硅钢涂层、无机涂料、催化剂载体以及硅片加工等领域有着广泛应用。

我国硅溶胶浓缩的加工起步于60 年代初期，但在硅溶胶品种、质量方面还远远不及发达国家，特别是在高浓度、大粒径硅溶胶和快干增强硅溶胶的生产和应用上还刚刚起步，随着膜分离等新技术的应用，高品质、多品种的硅溶胶产品得到进一步研究与开发。

硅溶胶生产的浓缩阶段，是一项耗能大、周期长的工艺环节。传统的浓缩手段，一般采用减压蒸馏法脱水，现在硅溶胶行业基本淘汰了，而目前有些企业使用一种内压管式超滤装置，将硅溶胶输送到超滤膜组件中，透析出透过液，从而达到硅溶胶浓缩的目的。但是此设备经常会使超滤膜组件堵塞，透析效果不佳，而且清洗繁琐，效率低下。随着硅溶胶需求量的不断增长，硅溶胶加工企业希望得到一种生产效率高，品质好的硅溶胶溶液脱水浓缩的装置呼声很高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种清洗方便彻底，效率高的硅溶胶浓缩装置。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种硅溶胶浓缩装置，包括依次连通的原料罐，超滤泵，中空纤维膜组件和透析罐。所述超滤泵用于将原料罐中的硅溶胶溶液泵到中空纤维膜组件中。所述中空纤维膜组件一端与原料罐相通用于将浓缩液返回原料罐中，另一端与透析罐连通，用于排出透析液。

所述的中空纤维膜组件，包括集水管，膜固定层，中空纤维膜束及曝气管。所述的膜固定层设于集水管下方，所述的中空纤维膜束由若干U型膜丝拉齐形成，所述的U 型膜丝下端可自由摆动，上端通过膜固定层密封并与集水管连通。所述的曝气管包括接头、固定管，所述的接头一端与外部进气装置连接，一端与固定管连接，所述的接头设于固定管侧方，所述的固定管两端密封固定在集水管上，与集水管组成封闭形状作为固定支架；所述U型膜丝被所述固定支架环绕于内部。所述固定管表面设有大量曝气孔。所述集水管一端密封，另一端通过管道与透析罐连通。

优选地，所述曝气管还包括若干支管；所述支管一端与集水管密封固定连接，另一端与固定管连通。所述的支管均匀设置在U型膜丝之间，且与U型膜丝平行设置，所述的支管上设有大量曝气孔。

优选地，所述的支管上的曝气孔从上到下均匀布设，支管的同一平面上设置多个曝气孔。

优选地，所述的固定管与各支管连接处设置阀门。

优选地，所述固定管形状可为U型或方型。

优选地，所述固定管内部设有可更换的气管，所述气管与接头和支管连接。使得增加固定管的使用寿命。

采用上述技术方案后，本实用新型采用中空纤维膜组件，使用曝气来清洁使用过程中附着在U型膜丝上的污垢。曝气管位于中空纤维膜束中部，且曝气管与U型膜丝平行设置，使曝气管的曝气孔从上至下布设，曝气孔喷出的气体能充分清洗U型膜丝上的污垢，清洗效果好。外部围绕着固定管，不仅可作为曝气主管，还可以起到固定架作用，无需使用独立固定支架来固定。各支管处设置阀门，可控制支管曝气时间且便于更换支管。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是中空纤维膜组件正视剖面图。

图3是中空纤维膜组件的左视图。

图4是图2的A-A剖面示意图。

图5是中空纤维膜组件的结构示意图。

主要组件符号说明：

1：集水管，2：膜固定层，3：中空纤维膜束，4：U型膜丝，5：接头，6：固定管，7：支管，8：曝气管，9：曝气孔，10：阀门，11：原料罐，12：超滤泵，13：中空纤维膜组件，14：透析罐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型包括依次连通的原料罐11，超滤泵12，中空纤维膜组件13和透析罐14。原料罐11与中空纤维膜组件13之间设有超滤泵12，并分别与超滤泵12两端连通，中空纤维膜组件13一端与原料罐11相通，另一端与透析罐14连通。

工作时，将原料罐11中的硅溶胶溶液通过超滤泵12进入中空纤维膜组件13内，经透析后浓缩液又返回原料罐中，与原液混合后进一步浓缩，形成一套溶液闭路循环系统。硅溶胶溶液在系统内反复循环，循环直至达到所需浓度要求。中空纤维膜组件13透析出的透析液排到透析罐14中收集。

如图2所示，中空纤维膜组件，包括集水管1，膜固定层2，中空纤维膜束3及曝气管8。膜固定层2设于集水管1下方，中空纤维膜束3由若干U型膜丝4拉齐形成。U 型膜丝4下端可自由摆动，上端通过膜固定层2密封并与集水管1连通。

如图2至图5所示，曝气管8包括接头5、固定管6及若干支管7（本实施例中设有三个支管7）。接头5一端与外部进气装置连接，一端与固定管6连接。接头5设于固定管6侧方，固定管6两端密封固定在集水管1上呈U型，与集水管1组成封闭形状作为固定支架，并将U型膜丝4包围于内部。固定管表面设有大量曝气孔。支管7一端与集水管1固定连接，另一端与固定管6连通。所述的支管7均匀设置在U型膜丝4之间，且与U型膜丝4平行设置，支管7上设有大量曝气孔9。本实施例中，同一平面上设置四个曝气孔9，以使气体从四个方向喷出。固定管6与三个支管7连接处设置阀门10，以控制各支管7的清洗时间。

实施例二

固定管6内部设有可更换的气管。气管与接头5和支管7连接。避免固定管6与气体直接接触，增加固定管6的寿命。也可定期更换气管，保证本实用新型的正常运作。其它特征与实施例一一致。

本实用新型使用时，可直接将中空纤维膜组件浸没在硅溶胶溶液中，无需加装独立固定架。然后将曝气管8的接头5与进气装置（如空压机）连接。硅溶胶溶液通过U型膜丝4过滤后得到的透析液进入集水管1收集到透析罐中。过滤的过程中，U型膜丝4表面会有大颗粒附着物。气体通入后由固定管6进入支管7，并通过曝气孔9喷射以清洗U型膜丝4上的附着物，由于曝气管8位于U型膜丝4之间，因此气体近距离充分接触U型膜丝4，清洗效果好。当清洗完毕后，关闭支管7上的阀门10。当某一支管7旁的U型膜丝4需要清洗时，关闭其它支管7的阀门10，仅打开需清洗区域的支管7的阀门10即可。当支管7上的曝气孔9发生堵塞，需要更换时，先关闭阀门10，将支管7拆下即可进行维修或更换。

综上，本实用新型结构简单，浓缩效率高，清洗方便彻底，使用方便，适宜推广应用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硅溶胶浓缩装置，包括通过管道依次连通的原料罐，超滤泵，中空纤维膜组件和透析罐；所述的超滤泵用于将原料罐中的硅溶胶溶液泵到中空纤维膜组件中；所述中空纤维膜组件一端与原料罐相通用于将浓缩液返回原料罐中，另一端与透析罐连通，用于排出透析液；

其特征在于：所述中空纤维膜组件包括集水管，膜固定层，中空纤维膜束及曝气管；所述的膜固定层设于集水管下方，所述的中空纤维膜束由若干U型膜丝拉齐形成，所述的U 型膜丝下端可自由摆动，上端通过膜固定层密封并与集水管连通；所述的曝气管包括接头、固定管；所述的接头一端与外界的进气装置连接，一端与固定管连接，所述的接头设于固定管侧方，所述的固定管两端密封固定在集水管上，与集水管组成封闭形状作为固定支架；所述U型膜丝位于所述固定支架内部；所述固定管表面设有大量曝气孔；所述集水管一端密封，另一端通过管道与透析罐连通。

2.如权利要求1所述的硅溶胶浓缩装置，其特征在于：所述曝气管还包括若干支管；所述支管一端与集水管密封固定连接，另一端与固定管连通；所述的支管均匀设置在U型膜丝之间，且与U型膜丝平行设置，所述的支管上设有大量曝气孔。

3.如权利要求2所述的硅溶胶浓缩装置，其特征在于：所述的支管上的曝气孔从上到下均匀布设，支管的同一平面上设置多个曝气孔。

4.如权利要求2所述的硅溶胶浓缩装置，其特征在于：所述的固定管与各支管连接处设置阀门。

5.如权利要求1所述的硅溶胶浓缩装置，其特征在于：所述固定管形状可为U型或方型。

6.如权利要求1所述的硅溶胶浓缩装置，其特征在于：所述固定管内部设有可更换的气管；所述气管分别与接头和支管连接。