[發(fā)明專利]一種半連續(xù)制備復合膜的裝置及其復合膜制備工藝

有效

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• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102698609A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 金萬勤;趙旭紅;衛(wèi)旺;徐南平
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發(fā)明涉及復合膜制備技術領域，更準確的說，涉及了一種高效地半連續(xù)制備復合膜的裝置及其制備工藝。

背景技術

膜分離技術是當代新型高效的分離技術，是多學科交叉的產物，特別適合于現代工業(yè)對節(jié)能、提高生產效率、低品位原材料再利用和消除環(huán)境污染的需要，已經成為實現經濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。膜分離技術與傳統(tǒng)的分離技術比較，具有分離效率高、能耗低、占地面積小、過程簡單、操作方便、不污染環(huán)境、便于與其他技術集成等特點。在近三十多年膜分離技術已經廣泛地應用于石油化工、制藥、生化、環(huán)境、能源、電子、冶金、輕工、食品、航天、海水淡化、醫(yī)療保健等領域。

膜材料本身是實現膜分離過程的關鍵。膜材料首先要具備良好的成膜性，基本無缺陷大規(guī)模生產；其次要具備耐熱、耐酸堿、耐微生物侵蝕、抗溶劑和耐氧化等性能。要實現分離膜的工業(yè)化生產必須能夠確保大規(guī)模生產。

復合膜與不對稱膜相比具有很大的工業(yè)化應用優(yōu)勢，可以選擇不同材料制作活性層和基膜使它們的功能達到最優(yōu)化；可以用不同方法制備與組分有強相互作用的超薄活性層，使膜對分離物系具有很高的分離效果和傳質通量，同時具有良好的物化穩(wěn)定性和耐壓密性；可以制備有良好重復性和不同活性層厚度的復合膜；這些優(yōu)勢決定了膜分離技術工業(yè)化必須采用復合膜的形式。

刮膜技術是目前平板復合膜制備的最常用方法之一，涂膜溶液附著在基膜上從而形成復合膜活性層，經過后續(xù)處理得到需要的復合膜。

現有的平板膜制備形式主要有兩種，一種是實驗室范圍內使用的小型間歇生產平板膜裝置，一種是工業(yè)上廣泛使用的連續(xù)生產平板膜裝置。前者只能滿足實驗室的需求，制備的膜重復性差，穩(wěn)定性差，一次性制備的膜面積很小。后者廣泛應用于工業(yè)生產平板膜，但是這種連續(xù)生產方式帶來資源的浪費。在現行的工業(yè)生產平板膜行業(yè)均采用連續(xù)生產，即在基膜上連續(xù)不斷的涂覆活性層成膜溶液，然后根據使用需要裁剪成需要的尺寸，這必然帶來基膜及活性層成膜溶液的浪費。因此，如何大面積制備合適尺寸、性能穩(wěn)定的復合膜，節(jié)約復合膜的制造成本是目前急需解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，改進平板復合膜的制備工藝，制備滿足膜分離過程需要的復合膜，本發(fā)明提出了一種半連續(xù)制備復合膜的裝置，本發(fā)明還提供了利用上述裝置制備半連續(xù)復合膜的工藝，可以有效的降低復合膜制備的成本，提高膜的重復性及利用率。

本發(fā)明的技術方案如下：一種半連續(xù)制備復合膜的裝置，其特征在于，包括：配料反應釜2、中間供料罐4、溶液過濾器7、擠出嘴9、擠出嘴可調開關11、液晶觸摸屏程序控制界面10和基膜傳送器15組成；其中配料反應釜2底部經進料開關16及隔膜泵3與中間供料罐4側面中部連接；中間供料罐4底部通過出料開關17及螺桿計量泵6與溶液過濾器7側面中部連接；溶液過濾器7另一側面通過流量控制閥8與擠出嘴9上部相連；液晶觸摸屏程序控制界面10通過電路與擠出嘴9上部及流量控制閥8側面連接；其中擠出嘴9下面設有擠出嘴可調開關11，擠出嘴9設置在基膜傳送器15放卷輥14的上部。

上述的配料反應釜2內設有溫控儀1，控制反應釜內的溫度；中間供料罐4設有液位控制系統(tǒng)5和溫控儀1；其中所述液位控制系統(tǒng)5通過電路連接在所述的中間供料罐4側面；中間供料罐4設有液體流量計18；控制中間料液罐內的液位從而控制成膜溶液的流動。其中流量控制閥8根據液晶觸摸屏程序控制界面10設定的程序控制擠出嘴可調開關11的閉合狀態(tài)從而控制流體從擠出嘴9的擠出狀態(tài)制備半連續(xù)的復合膜。

其中基膜傳送器15由基膜12、收卷輥13和放卷輥14組成，控制基膜的傳送。其中所述配料反應釜2上設置滴加藥品管線19；配料反應釜2下方設有樣品取放口20，通過樣品取放口打開或關閉配料反應釜。

本發(fā)明還提供了利用上述裝置制備復合膜的工藝，其具體步驟如下：在配料反應釜2中配制涂膜溶液；涂膜溶液從配料反應釜底部放出經進料開關16進入隔膜泵3，從而供入中間供料罐4，中間供料罐中的液體由出料開關17的控制進入螺桿計量泵6泵入溶液過濾器7進行過濾；過濾后的液體由溶液過濾器7在液晶觸摸屏程序控制界面10所設的程序下經過流量控制閥進入擠出嘴9，當需要涂膜時擠出嘴可調開關11開啟，當不需要涂膜時擠出嘴可調開關11關閉；需要涂膜時，涂膜溶液在擠出嘴的擠出空隙形成均勻的薄膜并涂覆在基膜上；已涂覆的基膜經過后續(xù)處理得到所要的復合膜。后續(xù)處理過程一般包括相轉化、干燥、交聯、輻射、蒸汽沉積、真空等離子處理。