[實用新型]一種帶導(dǎo)流槽的薄壁多通道管式無機膜元件

有效

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• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN204159228U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云飛;張達;黃阿敏;沈紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州創(chuàng)享環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D63/06
• 分類號: B01D63/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種帶導(dǎo)流槽的薄壁多通道管式無機膜元件。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是一門新興的多學(xué)科交義的高新技術(shù)，膜的材料涉及高分子化學(xué)和無機化學(xué)、膜的制備、分離特征、傳遞過程、流體力學(xué)、熱力學(xué)、化工動力學(xué)、過程設(shè)計等等多方面學(xué)科。膜分離技術(shù)的應(yīng)用涉及到各個行業(yè)，應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大。與其他分離技術(shù)比較，它具有高效、節(jié)能、過程易控制、操作方便、環(huán)境友好、便于放大、占地小、易與其他技術(shù)集成等優(yōu)點。在當今世界能源短缺、水資源匱乏和環(huán)境污染日益嚴重的情況下，膜技術(shù)更得到世界各國的高度重視，已成為推動國家支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展、改善人類生存環(huán)境、提高人們生活質(zhì)量的共性技術(shù)。

現(xiàn)有的膜分離材料主要分為有機膜和無機膜兩大類，其中有機膜采用有機聚合物制成，受限于材料的性質(zhì)，具有通量小、壽命短、易污染、易老化、易破損、難反沖、預(yù)處理要求高等缺點；而無機膜由無機材料構(gòu)成，具有有機膜無法比擬的強度和穩(wěn)定性，尤其耐機械沖擊、耐高溫、耐高壓、耐污染、使用壽命長等，成為行業(yè)開發(fā)的熱點。無機膜的種類較少，主要有氧化物燒結(jié)的陶瓷膜、碳化硅膜和金屬粉末燒結(jié)的金屬膜等。目前工業(yè)化應(yīng)用的無機膜主要為多通道管式膜，平板膜和無機中空纖維膜市場占有率很低，主要處于實驗室應(yīng)用級別。

目前工業(yè)化應(yīng)用的多通道管式無機膜單根膜管具有多個通道，形成蜂窩狀的結(jié)構(gòu)；相比單通道膜管，這種多通道的形式在保證膜管機械強度的同時，也增加了與液料接觸的面積，從而有效增大過濾效率，降低了膜生產(chǎn)成本和使用成本，這些優(yōu)點導(dǎo)致其得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用。多通道形式的管式無機膜在帶來諸多優(yōu)點的同時，也有其自身局限性，其局限性主要表現(xiàn)在內(nèi)外通道膜過濾效率的不統(tǒng)，由于中間通道與膜元件外部距離遠大于外部通道的距離，導(dǎo)致中間通道產(chǎn)生的過濾液需要多級滲透，經(jīng)較長的滲透距離后才能流出膜元件，其跨膜壓差明顯高于外部通道，從而使中間通道使用效率低下。內(nèi)外通道使用效率上的差異，導(dǎo)致膜元件整體利用率偏低，更加容易產(chǎn)生堵塞的情況，也不利于膜元件的反沖和化學(xué)清洗。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有多通道管式無機膜內(nèi)部通道過濾效率遠低于外部通道、膜元件整體利用率不高的情況，提供一種具有導(dǎo)流槽設(shè)計的多通道管式無機膜元件，該無機膜具有通量大、過濾效率高、抗堵塞、耐污染、有效過濾面積大、使用成本低的優(yōu)點，該無機膜元件保證機械強度高的同時，通過導(dǎo)流槽將內(nèi)部通道與過濾側(cè)直接相連，內(nèi)側(cè)通道過濾液可直接流出，顯著提升內(nèi)側(cè)通道的利用率，可替代目前多通道管式無機膜，廣泛應(yīng)用在各類液體的澄清、除雜、分離過濾中。

本實用新型要解決的另一個問題是：針對多通道管式無機膜元件單位體積有效過濾面積低、燒結(jié)原料消耗量大的情況，提供一種多通道薄壁無機膜元件，該膜元件采用50-1000μm的薄壁作為支撐層和過濾層，相比常規(guī)膜件過濾阻力更低、單位體積過濾面積更大、燒結(jié)材料用量更省，具有強度高、通量大、成本低、使用壽命長的特點；膜元件表征過濾孔徑在0.005-10μm間，過濾層結(jié)構(gòu)可以是對稱結(jié)構(gòu)或者非對稱結(jié)構(gòu)。

本實用新型還要解決的一個問題是：改善現(xiàn)有多通道無機膜元件內(nèi)外通道污染情況不一樣、內(nèi)外通道難以同時清洗、不同通道間反沖效果不一樣的問題，提供一種內(nèi)外通道污染、反沖、清洗效果一致的無機膜。

為解決現(xiàn)有多通道管式無機膜中存在的技術(shù)問題，本實用新型技術(shù)方案如下：

一種帶導(dǎo)流槽的薄壁多通道管式無機膜元件，所述的無機膜元件由過濾通道、導(dǎo)流槽、導(dǎo)流槽封口、導(dǎo)流槽穿孔構(gòu)成。

所述的過濾通道截面為方形或者經(jīng)流體優(yōu)化倒圓及倒角后的方形，過濾通道截面最短邊長≥1mm，過濾通道長度在100mm-2500mm間，單根膜組件過濾通道數(shù)量在2-100000個間；

所述的導(dǎo)流槽是由相鄰2個過濾通道薄壁和2個提供支撐作用的薄壁組成，導(dǎo)流槽與過濾通道平行，位于過濾通道的四周，導(dǎo)流槽截面為方形，導(dǎo)流槽截面最短邊長≥0.5mm；

所述的導(dǎo)流槽封口是在膜元件導(dǎo)流槽兩端堵孔封口形成的，作用是將導(dǎo)流槽兩端密封起來，形成空腔結(jié)構(gòu)，防止過濾介質(zhì)直接進入導(dǎo)流槽，而滲透液可通過薄壁過濾后進入導(dǎo)流槽內(nèi)；

(4)所述的導(dǎo)流槽穿孔是在相連的導(dǎo)流槽支撐薄壁間開孔并貫通，實現(xiàn)同一直線上的導(dǎo)流槽間相互連通，過濾通道產(chǎn)生的滲透液可通過導(dǎo)流槽穿孔直接流出膜元件，從而克服傳統(tǒng)管式膜內(nèi)部通道滲流距離遠，過濾效率低的不足之處；

所述的導(dǎo)流槽穿孔形狀是圓形孔道、方形孔道或槽形孔道

所述的過濾通道和導(dǎo)流槽薄壁厚度在50-1000μm間；