[實用新型]一種用于去除水中溶解性氣體的多頁卷式膜接觸器

有效

• 申請號: 201320016950.4
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN203048627U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 孫海翔;孔瑛;李鵬;蘇慧;丁建華;王東平
• 申請（專利權）人: 山東中宇環保科技有限公司;中國石油大學(華東)
• 主分類號: C02F1/20
• 分類號: C02F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于去除水中溶解性氣體的多頁卷式膜接觸器，特別用于蒸汽鍋爐用水中O₂的去除。

背景技術

工業生產中，對水中溶解氧含量的要求越來越嚴格，食品、生物技術、半導體及鍋爐用水等都需要進行溶解氧的去除，尤其是在鍋爐行業，溶解氧的存在易引起鍋爐及輸水管路的腐蝕，并沉積在鍋爐壁表面，使鍋爐受熱不均而導致爆炸，據不完全統計，鍋爐的各種故障與溶解氧有關的占40％以上。因此，熱采鍋爐用水含氧量的控制對保證熱采蒸汽鍋爐安全經濟地運行起著關鍵的作用。國家有關部門也十分關注，國標GB1576-85中明文規定鍋爐蒸發量≥2t/h時必須脫除水中的溶解氧。傳統脫氧方法設備復雜，能耗高，易造成環境污染，因而亟需一種新型、節能環保的脫氧技術，膜接觸器法脫氧技術應運而生。

膜接觸器被憎水微孔膜分隔為兩個相區，一個為水相區，一個為氣相區。氣相區與真空系統連接。溶氧原料水進入膜接觸器后，由于膜的為憎水微孔膜，水不能通過膜孔進入氣相區，而氣體能夠通過膜孔傳質到氣相區。在真空減壓的作用下，氧在膜兩側的水相區和氣相區存在分壓差，因而氧氣通過膜孔傳質到氣相區中，被抽空排除。水從而實現原料水的脫氧，得到的脫氧水被排出膜組件。這和真空減壓脫氣塔的操作相似。

常見的膜接觸器一般有板式膜接觸器和中空纖維式膜接觸器。其中板式膜接觸器裝填密度小，效率低，往往需要多級膜接觸器串并聯使用，設備操作復雜，分離時間長；中空纖維式膜接觸器裝填密度高，具有自支撐作用，應用較廣泛，但有些膜材料(如聚四氟乙烯)受制膜工藝局限，難以得到中空纖維式膜接觸器，應用受到一定局限。

實用新型內容

針對板式膜接觸器和中空纖維式膜接觸器目前存在的問題，本實用新型推出一種多頁卷式膜接觸器，能夠在低溫下除氧，不需要將水加熱，能耗低；結構設計緊湊，體積小，安裝使用方便；操作簡單，設備運行穩定；循環體積小，分離效果好，脫氣效率可高達99％以上，出水CO₂濃度小于2ppm，O₂濃度小于2ppb。

本實用新型將板式微孔膜片通過卷制后裝填于管殼內，填充密度較高，且多個膜袋內腔與中心管相連，提高了膜接觸器的效率，并可利用聚丙烯、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯等多種疏水性材料的板式膜制得膜接觸器。

本實用新型所涉及的多頁卷式膜接觸器呈圓柱狀結構，包括膜芯、管殼和殼蓋三部分。殼蓋縫于管殼的上下兩端，膜芯置于管殼內部并與管殼澆鑄連接，膜芯由膜袋繞中心管卷制而成，膜袋由兩層板式微孔膜片和一層置于兩層微孔膜片之間的隔網疊加而成，膜袋內外形成螺旋形內腔和外腔，隔網長度小于微孔膜片長度，板式微孔膜片與隔網的四周相連。膜袋與膜袋之間有外層隔網，內腔靠微孔膜之間的隔網支撐，外腔靠外層隔網支撐。在管殼內部形成以膜袋微孔膜片為兩相分離界面的兩條液流動通道。

本實用新型的技術方案包括：一種用于去除水中可溶性氣體的多頁卷式膜接觸器，包括管殼、膜芯和殼蓋，殼蓋在管殼的上下兩端，膜芯置于管殼內部并與管殼連接，其中膜芯由膜袋繞中心管卷制而成，膜袋由兩層板式微孔膜片和一層置于兩層微孔膜片之間的隔網疊加而成，膜袋與膜袋之間有外層隔網，膜袋內外形成膜袋內腔和膜袋外腔，膜袋內腔由微孔膜之間的隔網支撐，外腔由外層隔網支撐；在管殼內部形成以膜袋微孔膜片為兩相分離界面的兩條液流動通道；中心管一端與管殼下端的殼蓋相連，一端從管殼上端的殼蓋穿出，與真空泵相連。

中心管上設有若干個中心管孔，分別與相應的膜袋內腔相連，水中的氣體進入膜袋內腔，收集于中心管。具體地，中心管有五個中心管孔分別與五個膜袋內腔相連。

所述隔網長度小于微孔膜片的長度，微孔膜片與隔網四周相連。

所述管殼上有管殼進口和管殼出口分別與膜袋外腔進口和出口聯通。

所述管殼進口和管殼出口分別為純水進口和純水出口，內腔進口為吹掃氣體進口，吹掃氣體采用N₂，中心管出口為脫除的CO₂和O₂。

膜袋內外分形形成內腔與外腔，管殼上有兩個開口分別與膜袋外腔進口和出口聯通，在管殼內部形成以膜袋微孔膜片為兩相分離界面的兩條液流動通道。管殼下部的開口與膜袋外腔進口聯通，管殼上部的開口與膜袋外腔出口聯通。

所述膜袋采用疏水性的聚丙烯、聚偏氟乙烯或者聚四氟乙烯材料制成。