[實(shí)用新型]一種旋轉(zhuǎn)盤(pán)式動(dòng)態(tài)膜分離組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520467400.3
• 申請(qǐng)日: 2015-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204891616U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐永恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐永恒
• 主分類號(hào): B01D63/16
• 分類號(hào): B01D63/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及膜過(guò)濾分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)盤(pán)式動(dòng)態(tài)膜分離組件。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)的核心就是通過(guò)各種過(guò)濾膜通過(guò)一定的方式組裝在一起，以求實(shí)現(xiàn)將物料中所含的成分進(jìn)行過(guò)濾和分離的裝置。膜分離裝置一般包括膜支撐件，分離膜，將膜支撐件以一定規(guī)律組裝起來(lái)的連接件，與膜分離組件中物料流體分布相關(guān)的流動(dòng)通道，以及各種密封件和接口等。膜分離裝置在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮幾個(gè)基本要求：流體分布均勻無(wú)死角；具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；裝填密度大、制造成本低、易于清洗、壓力損失小。此外，在設(shè)計(jì)膜組件的結(jié)構(gòu)時(shí)，還必須考慮傳遞阻力因素，應(yīng)該注意傳遞阻力特別是濃差極化和壓力損失及膜污染的程度。目前，膜分離技術(shù)的實(shí)現(xiàn)裝置主要有以下幾種形式：

一、管式膜組件

管式膜不是自支撐的。這種膜被固定在一個(gè)多孔的不銹鋼、陶瓷或塑料管內(nèi)，管直徑通常6~24mm，每個(gè)膜組件中膜管數(shù)目一般為4~18根，當(dāng)然也不局限于這個(gè)數(shù)目。原料一般是流經(jīng)膜管中心，而滲透物通過(guò)多孔支撐管流入膜組件外殼。這種管狀膜的裝填密度是很低的。陶瓷膜組件的一種特殊類型為蜂窩結(jié)構(gòu)，在陶瓷“塊”中開(kāi)有若干個(gè)孔，用溶膠－凝膠法在這些管的內(nèi)表面上覆蓋一層很薄的γ-氧化鋁或氧化鋯（ZrO2）皮層。管式膜組件的主要優(yōu)點(diǎn)是能有效地控制濃差極化，流動(dòng)狀態(tài)好，可大范圍地調(diào)節(jié)料液的流速；膜生成污垢后容易清洗；對(duì)料液的預(yù)處理要求不高并可處理含懸浮固體的料液。其缺點(diǎn)是投資和運(yùn)行費(fèi)用較高；單位體積內(nèi)膜的面積較低。

二、中空纖維膜組件

中空纖維膜組件的開(kāi)發(fā)成功有兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是制作能長(zhǎng)期耐壓的中空纖維并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；二是要使水在纖維間均勻流動(dòng)。其特點(diǎn)在于組件能做到非常小型化，由于不用支撐體，在組件內(nèi)能裝幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)根中空纖維，所以有極高的膜裝填密度；但是中空纖維膜組件透過(guò)水側(cè)的壓力損失大，透過(guò)膜的水是由極細(xì)的中空纖維膜的中心部位引出，壓力損失能達(dá)數(shù)個(gè)大氣壓；膜面污垢去除較困難只能采用化學(xué)清洗而不能進(jìn)行機(jī)械清洗；中空纖維膜一旦損壞是無(wú)法更換的；對(duì)進(jìn)料液要求必須嚴(yán)格的預(yù)處理。

三、板框式膜組件

板框式膜組件構(gòu)型與實(shí)驗(yàn)室用的平板膜最接近，在所有的板框式膜組件結(jié)構(gòu)中，基本的部件是：平板膜、支撐膜的平盤(pán)與進(jìn)料邊起流體導(dǎo)向作用的平盤(pán)。將這些部件以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合堆疊在一起，構(gòu)成板框式膜組件。板框式膜組件的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是，每?jī)善ぶg的滲透物都是被單獨(dú)引出來(lái)的，因此，可以通過(guò)關(guān)閉各個(gè)膜組件來(lái)消除操作中的故障，而不必使整個(gè)膜組件停止運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)是在板框式膜組件中需要個(gè)別密封的數(shù)目太多，另外內(nèi)部壓力損失也相對(duì)較高（取決于流體轉(zhuǎn)折流動(dòng)的情況）。

四、螺旋卷繞式膜組件

螺旋卷繞式膜組件中目前膜分離技術(shù)中最特殊亦是最重要的類型。它首先是為反滲透過(guò)程開(kāi)發(fā)的但目前也被用于超濾和氣體分離過(guò)程。為了使裝置達(dá)到較高的收率，常常需要將多個(gè)元件（可多達(dá)6個(gè)）安裝在一個(gè)耐壓外殼中。螺旋卷式膜組件的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、裝填密度相對(duì)較高；由于有進(jìn)料分隔板，物料交換效果良好；低能耗膜的更換及系統(tǒng)的投資較低。不足之處在于：滲透邊流體流動(dòng)路徑較長(zhǎng)難以清洗，膜必須是可焊接和可粘結(jié)的，對(duì)料液的預(yù)處理要求嚴(yán)格。

上述幾種膜分離組件在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)不同程度地存在膜污染和濃差極化的情況，對(duì)進(jìn)料濃度有一定的要求，進(jìn)料濃度的變化對(duì)膜分離系統(tǒng)影響較大，對(duì)料液在膜表面的流速有一定的要求，料液在膜表面的快速流動(dòng)產(chǎn)生較好的水力剪切效果以減少膜污染和濃差極化的產(chǎn)生，但料液流速過(guò)快會(huì)產(chǎn)生較高的軸向壓力梯度，導(dǎo)致沿膜面的過(guò)濾壓力（TMP）分布不均勻，從而影響膜的滲透通量及傳質(zhì)過(guò)程；并且高速切向流需要較高的回流比才能實(shí)現(xiàn)，而回流比過(guò)高必然導(dǎo)致進(jìn)料泵的能耗較高，物料發(fā)熱嚴(yán)重；因此，如何減輕膜污染、延緩膜通量的衰減，使得膜分離系統(tǒng)能夠連續(xù)進(jìn)行分離延長(zhǎng)清洗周期，降低膜分離工作發(fā)熱量和能耗比，是膜分離技術(shù)發(fā)展面臨的三個(gè)主要問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種能有效減輕過(guò)濾膜污染、延緩膜通量衰減，能長(zhǎng)時(shí)間分離無(wú)需清洗，發(fā)熱少、能耗更低的旋轉(zhuǎn)盤(pán)式動(dòng)態(tài)膜分離組件。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：