平面復(fù)合膜堆的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于高分子膜領(lǐng)域，涉及一種膜組件，尤其是一種平面復(fù)合膜堆。
【背景技術(shù)】
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[0002]近年來(lái)，膜技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用于水處理。例如，微孔過(guò)濾(MF)膜或超濾(UF)膜用在凈水廠的水處理中，反滲透膜用在海水的脫鹽中。而且，反滲透膜或納米過(guò)濾膜用在半導(dǎo)體制備、鍋爐和醫(yī)學(xué)應(yīng)用的水處理中、以及實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的水的凈化中。由于低的處理成本和優(yōu)異的每單位體積處理能力，使用這種膜的水處理技術(shù)引起了關(guān)注。
[0003]高濃度鹽水和高濃度有機(jī)廢水的分離，是膜法分離中公認(rèn)的難點(diǎn)，原因在于高濃度的鹽水，具很高的滲透壓，應(yīng)用現(xiàn)有的反滲透膜，需要很高的操作壓力，會(huì)形成膜的壓實(shí)，影響膜的壽命，且高濃度將形成膜表面的濃度極化，很難達(dá)到預(yù)計(jì)的分離效果。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利CN201310722378.8公開(kāi)了一種復(fù)合膜組件及其制備的方法。所述方法包括制備單一膜組件，向單一膜組件灌封中空纖維支撐層；和通過(guò)使所述中空纖維支撐層的表面依次接觸包括胺的第一溶液和包括酰鹵的第二溶液而進(jìn)行的界面聚合形成活性層。
[0005]上述專(zhuān)利中用到的中空纖維膜組件本身中空纖維過(guò)分密集，制備比較困難且使用過(guò)程中不易操作，而普通的膜法蒸餾技術(shù)用到的多孔平面膜容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種平面復(fù)合膜堆，解決了中空纖維膜組件過(guò)密引起的效率低和普通平面膜容易堵塞的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]平面復(fù)合膜堆，包括膜支撐板和平面膜單元體，若干層平面膜單元體并列堆在膜支撐板底部；所述平面膜單元體由功能復(fù)合膜和網(wǎng)格構(gòu)成，網(wǎng)格固定在兩片功能復(fù)合膜中間，兩片功能復(fù)合膜四周密合，兩片功能復(fù)合膜內(nèi)部形成空腔。
[0009]所述膜支撐板上設(shè)置有入口和出口，膜支撐板底部設(shè)置有凹槽，凹槽上固定設(shè)置有平面復(fù)合膜單元體，入口和出口分別與空腔連通。
[0010]所述平面復(fù)合膜單元體上設(shè)置有冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口，冷凝介質(zhì)進(jìn)口和入口連通，冷凝介質(zhì)出口和出口連通。
[0011]所述平面復(fù)合膜單元體內(nèi)設(shè)置有單元膜隔離件，單元膜隔離件設(shè)置在冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口之間，使平面膜單元體內(nèi)部形成一個(gè)U形回路。
[0012]所述功能復(fù)合膜包括極薄層和多孔背襯；極薄層涂覆在多孔背襯上。
[0013]按照質(zhì)量百分比，所述極薄層是由二甲基硅氧烷5-10%、交聯(lián)劑硅酸脂3-5%和月桂酸錫0.5-1.5%在多孔背襯表面就地聚合而成。
[0014]所述極薄層厚度范圍為0.5?1.0微米。
[0015]所述多孔背襯孔徑為0.05-0.15微米。
[0016]按照質(zhì)量百分比，所述多孔背襯配方如下:
[0017]15-24%的聚砜、8-22%的聚乙二醇和75-85%甲基吡咯烷酮；
[0018]或14-18%的聚氯乙烯、10-15%的聚乙二醇和70_80%的二甲基甲酰胺；
[0019]或18-25%的聚偏氟乙烯、5-10%的聚乙二醇、30-40%的二甲基亞砜和40-50%的甲基吡咯烷酮。
[0020]設(shè)備的基本原理:利用功能復(fù)合膜制作的平面膜單元體，具有不透水性，但當(dāng)膜兩側(cè)具有溫差時(shí)，界面上的水蒸氣將透過(guò)功能復(fù)合膜，如果通入冷凝介質(zhì)，水蒸氣將凝聚成水；功能復(fù)合膜是在多孔背襯上涂上極薄層，解決了多孔背稱(chēng)表面凹凸不平引起的易堵塞問(wèn)題，使蒸汽更容易透過(guò)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022](I)解決了中空纖維膜組件過(guò)密引起的效率低的問(wèn)題，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益；
[0023](2)多孔背稱(chēng)加極薄層的結(jié)構(gòu)解決了膜分離過(guò)程中易堵塞的問(wèn)題；
[0024](3)相對(duì)于中空纖維膜組件操作壓力低，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；
[0025](4)以空氣作為水蒸氣的傳送介質(zhì)，處理效果不受處理料液濃度，料液流速，即濃度極化的影響。
【附圖說(shuō)明】
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[0026]圖1為平面復(fù)合膜堆的俯視圖；
[0027]圖2為平面復(fù)合膜堆的左視圖；
[0028]圖3為平面膜單元體的結(jié)構(gòu)拆分圖；
[0029]圖4為平面膜單元體的剖視圖；
[0030]圖5為功能復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]其中:1.膜支撐板；2.平面膜單元體；3.網(wǎng)格；4.功能復(fù)合膜；5.冷凝介質(zhì)進(jìn)口 ；
6.冷凝介質(zhì)出口 ；7.平面膜隔離元件；8.多孔背襯；9.氣體分子；10.極薄層。
【具體實(shí)施方式】
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[0032]下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0033]平面復(fù)合膜堆，包括膜支撐板和平面膜單元體，若干層平面膜單元體并列堆在膜支撐板底部；所述平面膜單元體由功能復(fù)合膜和網(wǎng)格構(gòu)成，網(wǎng)格固定在兩片功能復(fù)合膜中間，兩片功能復(fù)合膜四周密合，兩片功能復(fù)合膜內(nèi)部形成空腔。
[0034]所述膜支撐板上設(shè)置有入口和出口，膜支撐板底部設(shè)置有凹槽，凹槽上固定設(shè)置有平面復(fù)合膜單元體，入口和出口分別與空腔連通。
[0035]所述平面復(fù)合膜單元體上設(shè)置有冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口，冷凝介質(zhì)進(jìn)口和入口連通，冷凝介質(zhì)出口和出口連通。
[0036]所述平面復(fù)合膜單元體內(nèi)設(shè)置有單元膜隔離件，單元膜隔離件設(shè)置在冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口之間，使平面膜單元體內(nèi)部形成一個(gè)U形回路。
[0037]所述功能復(fù)合膜包括極薄層和多孔背襯；極薄層涂覆在多孔背襯上。
[0038]按照質(zhì)量百分比，所述極薄層是由二甲基硅氧烷5-10%、交聯(lián)劑硅酸脂3-5%和月桂酸錫0.5-1.5%在多孔背襯表面就地聚合而成。
[0039]所述極薄層厚度范圍為0.5?1.0微米。
[0040]所述多孔背襯孔徑為0.05-0.15微米。
[0041]按照質(zhì)量百分比，所述多孔背襯配方如下:
[0042]15-24%的聚砜、8-22%的聚乙二醇和75-85%甲基吡咯烷酮；
[0043]或14-18%的聚氯乙烯、10-15%的聚乙二醇和70-80%的二甲基甲酰胺；
[0044]或18-25%的聚偏氟乙烯、5-10%的聚乙二醇、30-40%的二甲基亞砜和40-50%的甲基吡咯烷酮。
[0045]所研制的平面復(fù)合膜堆可以在室溫和中溫的條件下，當(dāng)膜的兩側(cè)存在大于20°C的溫差時(shí)，對(duì)諸如海水，反滲透濃縮水，高濃度有機(jī)廢水例如黃姜廢水，都有極好的分離和脫水的效果。首先把平面復(fù)合膜堆放入需要處理的液體中，通過(guò)膜支撐板上的入口給平面膜單元體內(nèi)通入冷凝介質(zhì)，使之與外部液體產(chǎn)生溫差，功能復(fù)合膜的特性使得液體產(chǎn)生大量水蒸氣并被冷凝形成純水以便回收。
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.平面復(fù)合膜堆，其特征在于:包括膜支撐板和平面膜單元體，若干層平面膜單元體并列堆在膜支撐板底部；所述平面膜單元體由功能復(fù)合膜和網(wǎng)格構(gòu)成，網(wǎng)格固定在兩片功能復(fù)合膜中間，兩片功能復(fù)合膜四周密合，兩片功能復(fù)合膜內(nèi)部形成空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面復(fù)合膜堆，其特征在于:所述膜支撐板上設(shè)置有入口和出口，膜支撐板底部設(shè)置有凹槽，凹槽上固定設(shè)置有平面復(fù)合膜單元體，入口和出口分別與空腔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面復(fù)合膜堆，其特征在于:所述平面復(fù)合膜單元體上設(shè)置有冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口，冷凝介質(zhì)進(jìn)口和入口連通，冷凝介質(zhì)出口和出口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面復(fù)合膜堆，其特征在于:所述平面復(fù)合膜單元體內(nèi)設(shè)置有單元膜隔離件，單元膜隔離件設(shè)置在冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口之間，使平面膜單元體內(nèi)部形成一個(gè)U形回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面復(fù)合膜堆，其特征在于:所述功能復(fù)合膜包括極薄層和多孔背襯；極薄層涂覆在多孔背襯上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平面復(fù)合膜堆，其特征在于:所述多孔背襯材料為:聚砜、聚氯乙烯或聚偏氟乙烯；所述極薄層為聚甲基硅氧烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述功能復(fù)合膜，其特征在于:按照質(zhì)量百分比，所述極薄層是由二甲基硅氧烷5-10%、交聯(lián)劑硅酸脂3-5%和月桂酸錫0.5-1.5%在多孔背襯表面就地聚合rfn 。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述功能復(fù)合膜，其特征在于:所述極薄層厚度范圍為0.5?1.0微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述功能復(fù)合膜，其特征在于:所述多孔背襯孔徑為0.05-0.15微米。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述功能復(fù)合膜，其特征在于:按照質(zhì)量百分比，所述多孔背襯配方如下: 15-24%的聚砜、8-22%的聚乙二醇和75-85%甲基吡咯烷酮； 或14-18%的聚氯乙烯、10-15%的聚乙二醇和70-80%的二甲基甲酰胺； 或18-25 %的聚偏氟乙烯、5-10 %的聚乙二醇、30-40 %的二甲基亞砜和40-50 %的甲基吡咯烷酮。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種平面復(fù)合膜堆，包括膜支撐板和平面膜單元體，若干層平面膜單元體并列堆在膜支撐板底部；所述平面膜單元體由功能復(fù)合膜和網(wǎng)格構(gòu)成，網(wǎng)格固定在兩片功能復(fù)合膜中間，兩片功能復(fù)合膜四周密合，兩片功能復(fù)合膜內(nèi)部形成空腔；所述平面復(fù)合膜單元體上設(shè)置有冷凝介質(zhì)進(jìn)口和冷凝介質(zhì)出口和單元膜隔離件，使單元膜內(nèi)部形成一個(gè)U形回路；所述功能復(fù)合膜包括極薄層和多孔背襯；這種結(jié)構(gòu)的膜堆構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便，膜單元體功能復(fù)合膜多孔背稱(chēng)加極薄層的結(jié)構(gòu)解決了膜分離過(guò)程中易堵塞的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】B01D61-36, B01D69-12, C02F1-44, B01D63-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104689720
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510106198
【發(fā)明人】胡笑天, 楊琦聯(lián), 胡強(qiáng)
【申請(qǐng)人】胡強(qiáng)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日