[發(fā)明專利]一種管式多層復(fù)合分離膜的自動組裝裝置和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210165159.X
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102698613A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國俊;唐海齊;王任;紀(jì)樹蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管式多層復(fù)合分離膜的自動組裝裝置和方法，屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)因其低能耗、高效率、分離過程無二次污染，且分離設(shè)備性能不受處理量大小的影響等特點，現(xiàn)已在工業(yè)、食品行業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。最早發(fā)展起來的分離膜多為有機(jī)材料,因其柔韌性、成膜性和選擇性好，制膜材料豐富等優(yōu)勢，從而獲得了廣泛的應(yīng)用。但有機(jī)膜機(jī)械強度、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性和抗溶脹性相比無機(jī)膜要差，在一些復(fù)雜苛刻的分離體系應(yīng)用中受到了限制。無機(jī)膜具有機(jī)械強度高，穩(wěn)定性好，耐化學(xué)和生物侵蝕，使用壽命長等特點。無機(jī)膜多為氧化鋁、氧化鋯或二氧化硅等無機(jī)粒子緊密堆積而成，分離層具有較大的孔徑，因而不能用作分離小分子、染料分子以及有機(jī)物脫水等分離過程。近年來，在無機(jī)膜表層復(fù)合致密的有機(jī)分離層，制備出無物理孔的致密的有機(jī)無機(jī)復(fù)合膜，則可以彌補這些缺陷。現(xiàn)有的制備方法包括共混法、涂覆法、表面聚合法、等離子體嫁接聚合技術(shù)和層-層吸附法等。

層-層吸附法利用帶相反電荷聚電解質(zhì)之間的靜電作用，可在液-固界面交替沉積形成多層膜，且具有制膜材料豐富、操作簡單、膜厚度納米級可控等優(yōu)點，因而被認(rèn)為是構(gòu)筑復(fù)合超薄膜結(jié)構(gòu)的有效方法。但采用傳統(tǒng)的浸漬式層-層吸附法制備復(fù)合膜，通常需要幾個甚至十幾個小時，且制膜程序繁瑣，不利于規(guī)模化生產(chǎn)的需要。前期，我們已成功在平板式基膜上成功的進(jìn)行噴涂組裝多層復(fù)合膜（中國專利申請?zhí)枺?01110439682.2），大大縮短了成膜時間。但如何實現(xiàn)在3-D（三維結(jié)構(gòu)）多孔支撐體上噴涂組裝，并保證其均勻和可重復(fù)性仍是一個難題，至今無相關(guān)工作報導(dǎo)。本發(fā)明的特點在于，通過將3-D管式支撐體固載到轉(zhuǎn)速可調(diào)控的載膜器上，同時在噴涂組裝過程中同步進(jìn)行紅外和吹風(fēng)等烘干步驟，可快速將有機(jī)活性層復(fù)合到3-D管式無機(jī)多孔支撐體上，制成有機(jī)無機(jī)復(fù)合膜。所得復(fù)合膜活性層厚度大大減小，降低組分的滲透阻力，同時交聯(lián)過程可增強復(fù)合膜的機(jī)械強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種管式多層復(fù)合分離膜的自動組裝裝置和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在三維管式支撐體上噴涂組裝多層分離膜，有效的簡化層層吸附自組裝成膜的制膜程序，縮短成膜時間。

一種管式多層復(fù)合分離膜的自動組裝裝置，空氣壓縮機(jī)25連接過濾減壓閥24，過濾減壓閥24接通四通閥23的一個接口，四通閥23的另外三個接口分別通過輸氣管路26與壓力桶A8、壓力桶B9和壓力桶C10相連接，組成三路輸出；

第一路輸出通過輸氣管路連接至盛放聚陰離子溶液的壓力桶A20，壓力桶A20通過輸液管路27連接至霧化噴嘴A8，壓力桶A20還連接有連接至霧化噴嘴A8的輸氣管路26，從壓力桶A20至霧化噴嘴A8的輸氣管路上還依次連接有電磁閥A17，三通閥A14和減壓閥A11；三通閥A14的主輸氣口連接至霧化噴嘴A8的噴霧接口，三通閥A14的副輸氣口與減壓閥A11和霧化噴嘴A8的氣動開關(guān)連接；

第二路輸出通過輸氣管路連接至盛放去離子水的壓力桶B21，壓力桶B21通過輸液管27連接至霧化噴嘴B9，壓力桶B21還連接有連接至霧化噴嘴B9的輸氣管路26，從壓力桶B21至霧化噴嘴B9的輸氣管路上還依次連接有電磁閥B18，三通閥B15和減壓閥B12；三通閥B15的主輸氣口連接至霧化噴嘴B9的噴霧接口，三通閥B?15的副輸氣口與減壓閥B12和霧化噴嘴B9的氣動開關(guān)連接；

第三路輸出通過輸氣管路連接至盛放聚陽離子溶液的壓力桶C22，壓力桶C22通過輸液管27連接至霧化噴嘴C10，壓力桶C22還連接有連接至霧化噴嘴C10的輸氣管路26，從壓力桶C22至霧化噴嘴C10的輸氣管路26上還依次連接有電磁閥C19，三通閥C16和減壓閥C13；三通閥C16的主輸氣口連接至霧化噴嘴C10的噴霧接口，三通閥C16的副輸氣口與減壓閥C10和霧化噴嘴C10的氣動開關(guān)連接；霧化噴嘴A8、霧化噴嘴B9、霧化噴嘴C10的出射口均正對載膜器7所固載的管式無機(jī)膜6；

電磁閥A17、電磁閥B18、電磁閥C19和紅外燈29連接至PLC控制器30，PLC控制器30調(diào)控紅外燈29的開閉，三個電磁閥17,18,19的開通時間、等待時間、開通順序和循環(huán)次數(shù)，并設(shè)定為自動運行；

所述的載膜器由可調(diào)低速電機(jī)1、聯(lián)軸器2、固定擋板3、箍管套4和固定軸5組成；可調(diào)低速電機(jī)1與固定軸5的中心軸通過聯(lián)軸器2連接；可調(diào)低速電機(jī)1上連接有調(diào)速器28；箍管套4一端固定在固定軸5上，另一端用于固定管式基膜6。

所述的可調(diào)低速電機(jī)1的轉(zhuǎn)速為6～120rpm。

所述的空氣壓縮機(jī)25提供0.3MPa以上的壓力。