[發(fā)明專(zhuān)利]中空纖維分離膜組件的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210350080.4
• 申請(qǐng)日: 2012-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103657421A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D63/02
• 分類(lèi)號(hào): B01D63/02
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊娟奕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)，尤其涉及中空纖維分離膜組件的制作方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種利用分離膜對(duì)溶液或氣體物質(zhì)進(jìn)行分離、濃縮和提純的技術(shù)。分離膜膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過(guò)膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過(guò)膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。利用膜進(jìn)行的氣體分離法與其它氣體分離法相比具有能量效率高且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特征，因而被用于各種氣體的分離。

氣體分離膜最普通的形態(tài)是在多孔支撐膜的表面上形成氣體分離性樹(shù)脂的薄膜形態(tài)(復(fù)合膜)。該形態(tài)在對(duì)膜賦予某種程度的強(qiáng)度的同時(shí)在使其具有較多的氣體透過(guò)量方面是有效的。即該種分離膜不僅具有較強(qiáng)的耐壓性和抗污染性，還具有比較優(yōu)異的分離效率。

中空纖維分離膜是分離膜的一種重要形式。中空纖維分離膜是一種中空纖維狀的、具有自支撐作用的膜。例如，在中國(guó)專(zhuān)利CN94110113中，黃向陽(yáng)等人公開(kāi)了一種在中空纖維分離膜內(nèi)施加真空，浸涂涂層液制備中空纖維氣體分離膜的方法；Bikson等人在美國(guó)專(zhuān)利US5356459中公開(kāi)了一種中空纖維外制備雙層膜的方法，內(nèi)層為氣體分離層和外層為不完全密封層。

在實(shí)際應(yīng)用中，中空纖維分離膜通常被制成中空纖維分離膜組件來(lái)使用。由于中空纖維分離膜的直徑纖細(xì)，膜層很薄，非常容易損壞，因此在制造和組裝中空纖維分離膜組件的過(guò)程中存在非常多的困難。已知的制造中空纖維分離膜組件的方法，一般包括以下步驟：首先用多根中空纖維分離膜膜絲組成膜束體，將粘結(jié)劑均勻地涂在中空纖維膜膜束體的兩端，靜置1到2小時(shí)待粘結(jié)劑凝固。粘結(jié)劑可采用硅膠或樹(shù)脂，作用是在后面的灌膠步驟之前封堵膜絲孔，以防止在灌膠過(guò)程中灌膠樹(shù)脂例如環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)入膜絲孔中；接著，將膜束體裝入中空纖維分離膜組件的殼體中，將組裝好的帶有殼體的中空纖維分離膜束體送入離心機(jī)，對(duì)膜束體的一端灌膠，即，將例如環(huán)氧樹(shù)脂澆注到膜束體的端部，使樹(shù)脂進(jìn)入到中空纖維分離膜膜絲之間以及膜束體與殼體之間的空隙中，然后靜置12小時(shí)直到密封膠干透，從而在膜束體的一端形成密封端；接著對(duì)膜束體的另一端實(shí)施同樣的灌膠過(guò)程，同樣靜置12小時(shí)直到密封膠干透；接著對(duì)中空纖維膜束體的端部進(jìn)行切頭，即切除探出殼體的端側(cè)法蘭的膜束體，目的是將中空纖維膜束體的端部的涂有粘結(jié)劑的部分切除，使中空纖維膜的膜絲孔導(dǎo)通。最后在殼體的兩端裝上端蓋，從而，形成最終的中空纖維分離膜組件，以備使用。如在中國(guó)專(zhuān)利200910115054.1中采用此方法制作納濾膜組件。

在上述以及其它的膜組件制作過(guò)程中，均采用粘結(jié)劑封堵膜絲孔。但是，由于粘結(jié)劑的凝固時(shí)間長(zhǎng)(1到2小時(shí))，灌膠過(guò)程也較慢，因此生產(chǎn)效率低；而且，最后切頭時(shí)，由于固化后的粘接劑較硬，造成切割困難，也使生產(chǎn)效率較低。膜組件制作過(guò)程中使用大量粘接劑和樹(shù)脂，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種中空纖維分離膜組件的制作方法，其能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種中空纖維分離膜組件的制作方法，包括以下步驟：

將多根中空纖維分離膜膜絲組成膜束體，用石膏粉封堵膜絲兩端的膜絲孔，

將膜束體裝入中空纖維分離膜組件的殼體中；

用密封膠灌封膜束體的兩端，以形成密封端；

對(duì)膜束體的兩端進(jìn)行切頭，使中空纖維膜的膜絲孔導(dǎo)通。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括以下步驟：

在用密封膠灌封膜束體的兩端之前，采用石膏對(duì)膜絲進(jìn)行預(yù)先固定。

其中，用石膏粉封堵膜絲兩端的膜絲孔包括：將膜絲束的端部在石膏粉中浸蘸，使石膏粉進(jìn)入膜絲孔中。

其中，采用石膏對(duì)膜絲束進(jìn)行預(yù)先固定包括：

將石膏粉和水調(diào)制成石膏漿，把封堵好的帶膜絲束的端部插入石膏漿中，靜置使石膏漿凝固。

其中，采用石膏對(duì)膜絲束進(jìn)行預(yù)先固定還包括：制備能夠安裝在殼體端部的無(wú)孔端蓋，在無(wú)孔端蓋中配制石膏漿，然后將裝有膜絲束的殼體放置在無(wú)孔端蓋上，使膜絲束的端部插入石膏漿中。

所述方法還包括：在用密封膠灌封膜束體的兩端之前，在殼體兩端連接無(wú)孔端蓋；在切頭之前，除去殼體兩端的無(wú)孔端蓋。

所述方法還包括：在切頭之后，在殼體的兩端裝上有孔端蓋，形成最終的中空纖維分離膜組件。

其中，在用密封膠灌封膜束體的兩端時(shí)，從中空纖維分離膜組件的殼體上的側(cè)口注入密封膠，以在離心機(jī)中同時(shí)對(duì)膜束體的兩端進(jìn)行灌封。

在所述方法中，所述的密封膠可使用環(huán)氧樹(shù)脂。

本發(fā)明的中空纖維分離膜組件的制作方法成本較低，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。