[發明專利]一種管式陶瓷功能膜可控涂膜裝置及方法

有效

• 申請號: 202011602898.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112844061B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陳贊;盛春光;吳巍;臧毅華;劉宗園;李陽;鄭秋紅
• 申請（專利權）人: 中海油天津化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01D69/04
• 分類號: B01D69/04;B01D69/10;B01D71/02;B01D67/00
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本發明涉及一種管式陶瓷功能膜可控涂膜裝置及方法。該涂膜裝置包括溶膠入口電磁閥、溶膠出口電磁閥、溶膠釋放口電磁閥、空氣吹掃口電磁閥、壓力控制電磁閥、溶膠輸送泵、溶膠儲罐、支撐體夾具、支撐體橡膠保護套、支撐體密封圈；配制好的溶膠涂膜液利用涂抹裝置完成陶瓷功能膜的涂膜過程，通過控制空氣吹掃壓力來控制膜層的厚度，使得涂膜過程自動化、可控化。利用該發明可在單通道或多通道管式支撐體表面制備膜層厚度可控，膜表面平整均勻的陶瓷功能膜膜，利用該方法制備的功能陶瓷膜在保持分離選擇性的前提下，通量更高。

技術領域

本發明涉及無機膜材料技術領域，尤其涉及管式陶瓷功能膜可控涂膜裝置及方法，以及膜層厚度可控陶瓷功能膜的制備方法。

背景技術

陶瓷膜是無機膜中的一種，屬于膜分離技術中的固體膜材料，是由不同規格的氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氮化硅等無機陶瓷材料經特殊制備工藝，高溫燒結而形成的非對稱膜。由于陶瓷膜具有分離效率高、化學穩定性好、機械強度高、耐高溫、耐酸堿、分離過程簡單、再生性能好、能耗低、操作維護方便、使用壽命長等優勢，已經廣泛應用于食品、發酵、飲料、生物醫藥、精細化工等眾多領域。根據支撐體的不同，陶瓷膜的構型可分為平板膜和管式膜，管式陶瓷膜又可分為單管式陶瓷膜和多通道管式膜兩種，其中管式陶瓷膜在應用過程中可以使料液以高速的膜面流速在管腔內膜產生錯流，使料液中的物質不容易在膜面堆積和結垢，延長了膜清洗周期，因此管式陶瓷膜除具有一般陶瓷膜特點外，在處理高固含量、高濃度料液方面更具有應用價值。

目前無機陶瓷膜的制備方法主要有固態粒子燒結法、化學氣相沉積法、溶膠凝膠法、陽極氧化法，此外，近年來又開發出一些新型的制備方法，如相分離-慮取法、輻射-腐蝕法、薄膜沉積法等方法。其中溶膠-凝膠法由于其原料及涂膜工藝較為簡單，材料復合更為均勻，其孔徑可細達納米級，是制備無機陶瓷膜最重要的一種方法，該種方法通常是將醇鹽或者非醇鹽在一定的介質條件下進行水解和縮聚反應，制得一定粒徑分布的溶膠，并加入一定比例的高分子添加劑，制得一定粘度和濃度的涂膜漿液，在多孔支撐體上浸漿涂膜，該種方法在成膜過程中容易造成懸浮顆粒內滲，另外膜層的厚度也不容易控制，會影響到陶瓷膜的滲透通量和分離性能。CN101265123A中提出一種小孔徑陶瓷超濾膜的制備方法，通過有機物溶液處理具有較大孔徑的支撐體，以達到減少溶膠內滲現象。CN1216675C中提出一種無機超濾膜的制備方法，利用濕化學法制備超細粉體工藝和粒子燒結法制備陶瓷膜工藝，通過控制濕化學法所生成晶核的大小和干燥燒結制度來控制成膜孔徑的大小，制備出孔徑小于100nm完整的超濾膜。CN102671550B提出一種陶瓷膜管支撐體及其制備方法，將擠出成型和凝膠注模工藝結合起來，采用粘度較小的泥料進行擠出成型減小了陶瓷膜管的應力，從而減少了陶瓷膜管在后續干燥燒結過程中的開裂。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種涂膜均勻、厚度可控的管式陶瓷功能膜的涂膜裝置及方法。

本發明采用如下技術方案予以實現：

本發明提供了一種管式陶瓷功能膜可控涂膜裝置，該裝置包括支撐體夾具、溶膠輸送泵和溶膠儲罐，所述的支撐體夾具由筒體和上下可快速拆裝的封頭組成，筒體內設有帶夾層的支撐體橡膠保護套和支撐體密封圈；

所述的溶膠儲罐入口經溶膠釋放口電磁閥與支撐體夾具的溶膠釋放口相連，溶膠儲罐出口連接有溶膠輸送泵，溶膠輸送泵的另一端經溶膠入口電磁閥與支撐體夾具的溶膠入口相連；支撐體夾具的溶膠出口經溶膠出口電磁閥與溶膠儲罐相連，支撐體夾具的兩個壓縮空氣口經空氣吹掃口電磁閥、壓力控制電磁閥分別與壓縮空輸送管道連接。

所述的橡膠保護套和密封圈采用耐酸堿性強和彈性較好的氟硅橡膠。

所述的支撐體為多孔的α-Al₂O₃支撐體上制備陶瓷膜。