[實用新型]一種正多邊形中空纖維膜組件

有效

• 申請號: 201821320837.4
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN209076435U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 顧學紅;洪周;張春
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京膜材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D69/08;B01D71/02
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

本實用新型涉及一種正多邊形中空纖維膜組件，包括：膜組件外殼以及安裝于膜組件外殼內部的中空纖維膜元件；所述的中空纖維膜元件的數量為至少兩個，且在膜組件外殼的內部為相互平行排列；所述的中空纖維膜元件的兩端分別為多孔蓋板和多孔基底，多孔蓋板和多孔基底中分別開設有多個孔道，并且多孔蓋板和多孔基底之間安裝有多根無機中空纖維膜組成的列陣，無機中空纖維膜的兩端分別套接于孔道中，并且在多孔蓋板和多孔基底還設有密封材料，密封材料用于對孔道進行密封；多孔蓋板和多孔基底的形狀為正多邊形。采用這樣的結構組裝方式，不僅解決中空纖維膜工業應用過程中強度差、難密封等關鍵問題，而且進一步體現出中空纖維膜組件的高裝填密度。

技術領域

本實用新型涉及一種正多邊形中空纖維膜組件，屬無機膜領域。

背景技術

隨著工業的快速發展與產業技術的不斷升級，無機陶瓷膜分離技術在有機溶劑回收、生活和工業污水處理、飲用水等方面的應用受到人們越來越多的關注。其中，陶瓷中空纖維膜作為新一代的無機陶瓷膜元件產品，因其具有較高的裝填密度與滲透通量，已逐步成為無機超濾膜、陶瓷納濾膜、分子篩膜等所采用的構型。

中國專利CN101108310A公布了一種中空纖維陶瓷膜元件及其組件，主要用于微濾、超濾過濾系統，由于其將中空纖維陶瓷膜緊緊封裝在一起，增加內部傳質阻力，顯著降低中空纖維膜利用率，導致通量較小。另一方面，目前陶瓷納濾膜主要采用了單管、多通道結構式的構型，其成本高、裝填面積小，在一定程度上阻礙了陶瓷納濾膜的應用范圍。

值得注意的是，分子篩膜在有機溶劑脫水方面的優良性能以及其突出的節能減排優勢，已備受人們青睞。繼德國、日本之后，在21世紀初，國內實現了工業化應用。至今也已建立有機溶劑脫水裝置100余套。目前商品化的分子篩膜主要以管式、多通道分子篩膜為主，其裝填密度低，導致膜分離裝置投資成本相對較高。因此，陶瓷中空纖維分子篩膜作為新一代膜元件，已引起研究者的廣泛關注。中國專利CN 101920170A公布了一種高通量的分子篩透醇膜及其制備方法，采用YSZ（釔穩定氧化鋯）材料紡制中空纖維載體，在該載體上制備MFI分子篩膜。在5wt%/95wt%乙醇水體系中，分子篩膜滲透通量高達7.4 kg/(h·m²)。中國專利CN 105879687A，詳細介紹了中空纖維陶瓷膜膜元件及其膜組件構成，實現了中空纖維膜模塊化。然而上述專利中涉及到的膜元件為圓形組件，排列方式較為密集，中空纖維膜裝填面積以及管束間流體傳質效率雖有提高，但并未充分顯示出中空纖維膜元件的突出優勢。因此，膜元件構型形式及膜組件組成方式的改進，為實現中空纖維膜組件高填裝密度與高通量提供基礎，進一步拓展中空纖維膜元件應用領域。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種正多邊形中空纖維膜組件及其制造方法。該組件中采用的中空纖維膜元件是正多邊形，通過在組件中安裝多個正多邊形的組件，有效地利用了組件內的空間；采用這樣的結構組裝方式，不僅解決中空纖維膜工業應用過程中強度差、難密封等關鍵問題，而且進一步體現出中空纖維膜組件的高裝填密度。

本實用新型的第一個方面，提供了：

一種中空纖維膜組件，包括：膜組件外殼以及安裝于膜組件外殼內部的中空纖維膜元件；所述的中空纖維膜元件的數量為至少兩個，且在膜組件外殼的內部為相互平行排列；

所述的中空纖維膜元件的兩端分別為多孔蓋板和多孔基底，多孔蓋板和多孔基底中分別開設有多個孔道，并且多孔蓋板和多孔基底之間安裝有多根無機中空纖維膜組成的列陣，無機中空纖維膜的兩端分別套接于孔道中，并且在多孔蓋板和多孔基底還設有密封材料，密封材料用于對孔道進行密封；多孔蓋板和多孔基底的形狀為正多邊形。

在一些實施方式中，所述的正多邊形的邊數為3～20中的任意整數。

在一些實施方式中，所述的多孔蓋板和多孔基底的材質是金屬或陶瓷材料。

在一些實施方式中，多孔蓋板或者多孔基底上的孔道上的數量為3～500。