CN213101635U - 一种平板复合纳滤膜及其生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种平板复合纳滤膜及其生产系统，该平板复合纳滤膜生产系统包括：依次顺序连接水相处理装置、有机相处理装置以及漂洗装置；水相处理装置包括存储有水相溶液的水相存储箱和与水相存储箱连接的第一喷洒组件，第一喷洒组件将水相溶液均匀喷洒在基膜上以使基膜上形成水相层；有机相处理装置包括存储有有机相溶液的有机相存储箱和与有机相存储箱连接的第二喷洒组件，第二喷洒组件将有机相溶液均匀喷洒在水相层上，水相层与有机相溶液发生界面聚合反应以形成聚酰胺活性层。通过上述方式，本实用新型能够得到膜厚度均一、可控和分离性能优良的平板复合纳滤膜，还提高了生产效率，节约了生产成本。

Description

一种平板复合纳滤膜及其生产系统

技术领域

本实用新型涉及分离膜生产技术领域，具体是涉及一种平板复合纳滤膜及其生产系统。

背景技术

纳滤膜作为一种压力驱动的分离膜，在海水淡化、工业废水和饮用水处理等方面具有非常广泛的应用前景。纳滤膜的孔径一般为1-2nm，可以截留分子量为200-2000之间的有机分子。此外，由于制备纳滤膜的原料多为富含-COOH或-NH₂的有机分子(例如：聚乙烯亚胺及其衍生物、壳聚糖及其衍生物等)，所以，纳滤膜表面普遍带有一定量的正/ 负电荷，从而对二价及其以上价态的阳/阴离子具有很高的截留率。

平板纳滤膜组件是目前应用最多的纳滤膜，平板纳滤膜的的制备方法主要包括相转化法、共混法、表面荷电化法和复合法。其中，界面聚合法是目前应用最广泛的平板纳滤膜的制备方法，该方法是在超滤平板膜表面通过水相单体与有机相单体之间进行界面聚合反应得到复合纳滤膜。采用该方法制备平板复合纳滤膜，可以通过调控超滤支撑层或致密活性层的结构制备出所需的机械性能好、耐酸碱、耐有机溶剂或耐污染等特殊性能的复合纳滤膜。目前，市面上界面聚合法制备复合纳滤膜的方法主要包括如下步骤：水相单体中浸泡、取出、有机相单体浸泡、漂洗，所得到的复合纳滤膜均一性和分离性能均较差，且膜厚度不可控，因而导致其很难在产业上大规模连续生产。

因此，急需提供一种能够在产业上实现膜厚度均一、致密和分离性能优良的平板复合纳滤膜及其生产系统。

发明内容

本实用新型提供一种平板复合纳滤膜及其生产系统，能够实现膜厚度均一、致密和分离性能优良。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种平板复合纳滤膜生产系统，包括：

依次顺序连接水相处理装置、有机相处理装置以及漂洗装置；

所述水相处理装置包括存储有水相溶液的水相存储箱和与所述水相存储箱连接的第一喷洒组件，所述第一喷洒组件将所述水相溶液均匀喷洒在基膜上以使所述基膜上形成水相层；

所述有机相处理装置包括存储有有机相溶液的有机相存储箱和与所述有机相存储箱连接的第二喷洒组件，所述第二喷洒组件将所述有机相溶液均匀喷洒在所述水相层上，所述水相层与所述有机相溶液发生界面聚合反应以形成聚酰胺活性层。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一喷洒组件包括第一壳体、设于所述第一壳体内部且与所述水相存储箱连接的第一存储室、与所述第一存储室连通的第一喷淋头以及设于所述第一壳体外部的第一压电单元，所述第一压电单元通电促使所述第一壳体产生变形，以使所述第一存储室中的所述水相溶液从所述第一喷淋头中喷出。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二喷洒组件包括第二壳体、设于所述第二壳体内部且与所述有机相存储箱连接的第二存储室、与所述第二存储室连通的第二喷淋头以及设于所述第二壳体外部的第二压电单元，所述第二压电单元通电促使所述第二壳体产生变形，以使所述第二存储室中的所述有机相溶液从所述第二喷淋头中喷出。

根据本实用新型的一个实施例，所述水相处理装置还包括设置在所述第一喷洒组件之后的第一刮涂组件，所述第一刮涂组件用于刮去所述基膜上过多的所述水相溶液。

根据本实用新型的一个实施例，所述水相处理装置还包括设置在所述第一刮涂组件之后的第一干燥组件，所述第一干燥组件用于去除所述水相层中水分。

根据本实用新型的一个实施例，所述有机相处理装置还包括设置在所述第二喷洒组件的第二刮涂组件，所述第二刮涂组件用于刮去所述基膜上过多的所述有机相溶液。

根据本实用新型的一个实施例，所述有机相处理装置还包括设置在所述第二刮涂组件之后的第二干燥组件，所述第二干燥组件通过热作用收缩所述聚酰胺活性层的孔径。

根据本实用新型的一个实施例，所述平板复合纳滤膜生产系统还包括气体净化组件，所述气体净化组件与所述第一干燥组件、所述第二干燥组件连接。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种平板复合纳滤膜，所述平板复合纳滤膜采用所述的平板复合纳滤膜生产系统制作。

本实用新型的有益效果是：通过第一喷洒组件在基膜上均匀喷洒水相溶液以及第二喷洒组件在基膜上均匀喷洒有机相溶液，并分别经过刮涂组件刮涂处理后，保证水相溶液和有机相溶液的均一性，并实现膜厚度均一、致密和分离性能优良。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型实施例的平板复合纳滤膜生产系统的架构示意图；

图2是本实用新型实施例的第一喷洒组件结构示意图；

图3是本实用新型实施例的第二喷洒组件结构示意图；

图4是本实用新型实施例的第一喷淋头的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的第二喷淋头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1是本实用新型实施例的平板复合纳滤膜生产系统的架构示意图，请参见图1，该平板复合纳滤膜生产系统100包括依次顺序连接水相处理装置10、有机相处理装置20以及漂洗装置30。

其中，水相处理装置10包括存储有水相溶液的水相存储箱11、与水相存储箱11连接的第一喷洒组件12、第一刮涂组件13以及第一干燥组件14。第一喷洒组件12在基膜表面喷洒一层均匀、超薄的水相溶液，以使基膜上形成一层水相层，第一刮涂组件13刮去水相层上过多的水相溶液，第一干燥组件14去除水相层中水分，以增强水相层中的单体在基膜表面的附着性和提高后续界面聚合反应的速率。

有机相处理装置20包括存储有有机相溶液的有机相存储箱21、与有机相存储箱21连接的第二喷洒组件22、第二刮涂组件23以及第二干燥组件24。第二喷洒组件22在水相层上喷洒一层均匀、超薄的有机相溶液，水相层与有机相溶液发生界面聚合反应以形成聚酰胺活性层，第二刮涂组件23刮去基膜上过多的有机相溶液，第二干燥组件24通过热作用收缩聚酰胺活性层的孔径，提高聚酰胺活性层的致密性。

在本实施例中，优选地，第一刮涂组件13和第二刮涂组件23为刮刀，第一干燥组件14和第二干燥组件24为恒温干燥箱，第一刮涂组件 13刮去基膜上过多的水相溶液以及第二刮涂组件23刮去基膜上过多的有机相溶液，能够保证水相溶液和有机相溶液的均一性，实现膜厚度的可控制备。

进一步地，请参见图2，第一喷洒组件12包括第一壳体121、设于第一壳体121内部且与水相存储箱11连接的第一存储室122、与第一存储室122连通的第一喷淋头123以及设于第一壳体121外部的第一压电单元124。第一存储室122中存储有水相溶液，请参见图4，第一喷淋头123优选为四棱柱台型，其上设有多个均匀分布的第一喷嘴1231，第一压电单元124通电，通过负压促使第一壳体121产生变形，以使第一存储室122中的水相溶液从第一喷淋头123中均匀喷出。

进一步地，请参见图3，第二喷洒组件22包括第二壳体221、设于第二壳体221内部且与有机相存储箱21连接的第二存储室222、与第二存储室222连通的第二喷淋头223以及设于第二壳体221外部的第二压电单元224。第二存储室222中存储有有机相溶液，请参见图5，第二喷淋头223优选为四棱柱台型，其上设有多个均匀分布的第二喷嘴2231，第二压电单元224通电，通过负压促使第二壳体221产生变形，以使第二存储室222中的有机相溶液从第二喷淋头223中均匀喷出。

在本实施例中，第一喷洒组件12和第二喷洒组件22的规格可相同或不同。

进一步地，平板复合纳滤膜生产系统100还包括气体净化组件40，气体净化组件40与第一干燥组件14、第二干燥组件24连接，气体净化组件40将第一干燥组件14、第二干燥组件24在运行过程中产生的气体经过气体净化组件40净化处理并排出，防止污染空气，实现清洁生产。

本实施例的平板复合纳滤膜生产系统100的生产工艺过程具体如下：基膜经过水相处理装置10，第一喷洒组件12在基膜表面喷洒一层均匀、超薄的水相溶液，形成一层水相层，第一刮涂组件13刮去水相层上过多的水相溶液，第一干燥组件14去除水相层中水分；然后，基膜经过有机相处理装置20，第二喷洒组件22在水相层上喷洒一层均匀、超薄的有机相溶液，水相层与有机相溶液发生界面聚合反应以形成聚酰胺活性层，第二刮涂组件23用于刮去基膜上过多的有机相溶液，第二干燥组件24通过热作用收缩聚酰胺活性层的孔径；最后，将平板复合纳滤膜置于漂洗装置30中，在蒸馏水中清洗，将清洗好的平板复合纳滤膜取出、晾干、保存。

本实施例的平板复合纳滤膜生产系统100可用于平板复合纳滤膜的连续化生产，采用第一喷洒组件12和第二喷洒组件22分别进行水相溶液和有机相溶液的喷淋，并分别经过刮涂组件刮涂处理后，不仅可以得到膜厚度均一、可控和分离性能优良的超薄平板复合纳滤膜，而且还提高了生产效率，节约了生产成本。

本实用新型还提供了一种平板复合纳滤膜，平板复合纳滤膜采用上述的平板复合纳滤膜生产系统100制作，膜的厚度可控、超薄且均一、致密和分离性能优良。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，包括：

依次顺序连接水相处理装置、有机相处理装置以及漂洗装置；

所述水相处理装置包括存储有水相溶液的水相存储箱和与所述水相存储箱连接的第一喷洒组件，所述第一喷洒组件将所述水相溶液均匀喷洒在基膜上以使所述基膜上形成水相层；

所述有机相处理装置包括存储有有机相溶液的有机相存储箱和与所述有机相存储箱连接的第二喷洒组件，所述第二喷洒组件将所述有机相溶液均匀喷洒在所述水相层上，所述水相层与所述有机相溶液发生界面聚合反应以形成聚酰胺活性层。

2.根据权利要求1所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述第一喷洒组件包括第一壳体、设于所述第一壳体内部且与所述水相存储箱连接的第一存储室、与所述第一存储室连通的第一喷淋头以及设于所述第一壳体外部的第一压电单元，所述第一压电单元通电促使所述第一壳体产生变形，以使所述第一存储室中的所述水相溶液从所述第一喷淋头中喷出。

3.根据权利要求1所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述第二喷洒组件包括第二壳体、设于所述第二壳体内部且与所述有机相存储箱连接的第二存储室、与所述第二存储室连通的第二喷淋头以及设于所述第二壳体外部的第二压电单元，所述第二压电单元通电促使所述第二壳体产生变形，以使所述第二存储室中的所述有机相溶液从所述第二喷淋头中喷出。

4.根据权利要求1所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述水相处理装置还包括设置在所述第一喷洒组件之后的第一刮涂组件，所述第一刮涂组件用于刮去所述基膜上过多的所述水相溶液。

5.根据权利要求4所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述水相处理装置还包括设置在所述第一刮涂组件之后的第一干燥组件，所述第一干燥组件用于去除所述水相层中水分。

6.根据权利要求5所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述有机相处理装置还包括设置在所述第二喷洒组件的第二刮涂组件，所述第二刮涂组件用于刮去所述基膜上过多的所述有机相溶液。

7.根据权利要求6所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述有机相处理装置还包括设置在所述第二刮涂组件之后的第二干燥组件，所述第二干燥组件通过热作用收缩所述聚酰胺活性层的孔径。

8.根据权利要求7所述的平板复合纳滤膜生产系统，其特征在于，所述平板复合纳滤膜生产系统还包括气体净化组件，所述气体净化组件与所述第一干燥组件、所述第二干燥组件连接。

9.一种平板复合纳滤膜，其特征在于，所述平板复合纳滤膜采用如权利要求1至8任一项所述的平板复合纳滤膜生产系统制作。

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