一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件，陶瓷中空纖維膜濾芯元件包括多根陶瓷中空纖維膜管、多孔基座、多孔蓋板組成。中空纖維膜管一端通過多孔蓋板插入基座膜孔中，澆注密封材料。另一端與多孔蓋板孔連接，制成中空纖維膜濾芯元件。將中空纖維膜濾芯元件密封固定于殼體內(nèi)，構(gòu)成中空纖維膜組件。本發(fā)明不僅維持了陶瓷中空纖維膜較高的裝填面積，而且解決陶瓷中空纖維密封問題，提高中空纖維膜強度，拓展中空纖維膜應用領(lǐng)域。
【專利說明】一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件，屬無機膜領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]陶瓷中空纖維膜因其直徑小、壁薄，具有較高的裝填密度，受到人們越來越多的關(guān)注。其中，中空纖維膜因其具有更高的滲透通量，有望成為新一代的無機陶瓷膜元件產(chǎn)品所采用的構(gòu)型，例如:陶瓷納濾膜、陶瓷超濾膜、分子篩膜等。
[0005]其中，與傳統(tǒng)的液相萃取、吸附、化學沉降、離子交換等分離技術(shù)相比，無機陶瓷納濾膜分離技術(shù)有較高的體積濃縮因子，不產(chǎn)生二次污染物，而且與有機膜相比，陶瓷膜能耐受各種苛性條件，如耐酸堿、耐高溫、耐輻射。這些特點決定了無機納濾膜在食品、醫(yī)藥、飲用水、生活和工業(yè)污水的處理以及某些高溫、高腐蝕領(lǐng)域?qū)⒕哂惺謴V闊的應用前景。但是目前的主要的陶瓷納濾膜都是采用了單管、多通道結(jié)構(gòu)式的構(gòu)型，其成本高、裝填面積小限制了其的應用范圍。
[0006]另外，分子篩膜是由分子篩在多孔支撐體上生長而成的致密薄膜，因其孔徑均一、耐高溫、抗化學腐蝕等特點備受人們青睞。將分子篩膜應用于有機溶劑脫水領(lǐng)域，如，乙醇，異丙醇，酯類、醚類等有機溶劑體系，與傳統(tǒng)的分離工藝(如精餾、吸附等)相比，具有顯著的節(jié)能減排優(yōu)勢。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(wěn)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)o
[0007]1999年日本三井造船公司建立了首套工業(yè)脫水裝置，在120°C下分離含水量10wt.%的乙醇溶液，處理量達480kg/h，分離后產(chǎn)品含水量小于0.12wt.%。至2004年，該公司已建立了乙醇脫水等60多套膜分離裝置。國內(nèi)，2011年底，江蘇九天高科技股份有限公司致力于分子篩膜研發(fā)、生產(chǎn)和應用，至今也已建立有機溶劑脫水裝置70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尚O
[0008]然而，中空纖維膜在實際應用過程中，其抗彎強度遠遠小于現(xiàn)有單管、多通道膜，該因素成為影響中空纖維膜工業(yè)化應用進程重要障礙。此外，中空纖維膜密封問題也是中空纖維分子篩膜產(chǎn)業(yè)化進程中亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，關(guān)于中空纖維膜組件鮮有報道，中國專利CN 100553751C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(tǒng)，由于其將中空纖維陶瓷膜緊緊封裝在一起，增加內(nèi)部傳質(zhì)阻力，顯著降低中空纖維膜利用率。因此，開發(fā)一種高強度、易密封的陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件是十分必要的。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件及其組件。該組件維持了中空纖維膜高裝填面積的特點，而且有效解決中空纖維膜工業(yè)應用過程中強度差、難密封等瓶頸問題。
[0011 ]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件，包括有多孔蓋板和多孔基座，多孔蓋板和多孔基座之間設(shè)置有多根平行的中空纖維膜管，中空纖維膜管套接于多孔蓋板和多孔基座上的膜孔中，在多孔瓷蓋板和多孔基座朝向中空纖維膜管的一側(cè)都設(shè)置有層狀的密封材料，密封材料將中空纖維膜管與膜孔之間的縫隙進行密封。
[0012]所述的孔蓋板和多孔基座材料為聚四氟乙烯、陶瓷或金屬。
[0013]所述的中空纖維膜管是由陶瓷中空纖維載體和膜層構(gòu)成。
[0014]所述的膜層是指分子篩膜或者是由陶瓷材料制備的納濾膜。
[0015]所述的陶瓷中空纖維載體具有小于或等于7個通道。
[0016]所述的陶瓷中空纖維載體由a-Al203、YSZ(氧化釔穩(wěn)定氧化鋯)、Ti02中的一種或兩種組成，其外徑為I?5mm，平均孔徑為0.2?2.Ομ??，孔隙率為25?55%。
[0017]所述的分子篩膜為孔道直徑介于2.8?7.4Α之間沸石分子篩膜材料。
[0018]所述的中空纖維膜管長度介于20?10cm之間。
[0019]所述的密封材料為環(huán)氧樹脂、有機硅或者陶瓷密封劑。
[0020]所述的中空纖維膜管的根數(shù)小于或等于200根，與多孔基座和多孔蓋板膜孔上的膜孔的數(shù)量一致，膜管的間距為膜管外徑的0.1?3倍。
[0021]多孔蓋板和多孔基座朝向中空纖維膜管的一面上還開設(shè)有導流槽，導流槽內(nèi)還涂覆有高分子聚合物層。
[0022]所述中空纖維膜濾芯元件兩端均開孔或其中一端開孔。
[0023]包含有上述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件的膜組件。
[0024]—種膜組件，包括有殼體，陶瓷中空纖維膜濾芯元件位于殼體中，陶瓷中空纖維膜濾芯元件一端封閉，另一端與殼體上的封頭相連通，在封頭上設(shè)置有真空孔，封頭與濾芯元件之間設(shè)置O型圈以實現(xiàn)封頭與殼體之間的密封。
[0025]所述的殼體上還設(shè)置有進料孔和出料孔。
[0026]殼體的下方還設(shè)置有排液孔。
[0027]所述的O型圈的材質(zhì)為硅膠、氟膠、四氟或石墨。
[0028]—種膜組件，包括有殼體，陶瓷中空纖維膜濾芯元件位于殼體中，殼體的兩端都設(shè)置有封頭，陶瓷中空纖維膜濾芯元件的兩端分別與兩端的封頭相連通，封頭上分別設(shè)置有第一料液口和第二料液口，封頭與濾芯元件之間設(shè)置O型圈以實現(xiàn)封頭與殼體之間的密封。
[0029]殼體上分別設(shè)置有第一殼體出口和/或第二殼體出口。
[0030]
有益效果
(a)采用陶瓷基座配合密封材料密封中空纖維膜，增強膜抗酸、堿能力，拓寬膜應用領(lǐng)域。(b)陶瓷中空纖維膜濾芯元件設(shè)計，增強陶瓷中空纖維膜應用強度，實現(xiàn)了中空纖維膜應用過程中模塊化組裝，簡單便捷。(C)與現(xiàn)有管式、多通道膜組件相比，陶瓷中空纖維膜組件不僅具有較高滲透通量，而且具有較高的裝填面積，推動中空纖維膜工業(yè)化進程。
[0031]
【附圖說明】
[0032]圖1為陶瓷中空纖維膜濾芯元件示意圖。
[0033]圖2為陶瓷中空纖維膜濾芯元件多孔蓋板俯視圖。
[0034]圖3為陶瓷中空纖維膜濾芯元件多孔基座俯視圖。
[0035]圖4為陶瓷中空纖維膜組件固定蓋板俯視圖。
[0036]圖5為用于有機溶劑滲透汽化脫水陶瓷中空纖維膜組件示意圖。
[0037]圖6為陶瓷中空纖維膜濾芯元件帶導流槽多孔蓋板俯視圖。
[0038]圖7為陶瓷中空纖維膜濾芯元件帶導流槽多孔基座俯視圖。
[0039]圖8為用于液體分離陶瓷中空纖維膜組件示意圖。
[0040]其中，1、中空纖維膜管;2、多孔蓋板;3、多孔基座;4、密封材料;5、膜孔;6、殼體;7、真空室;8、0型圈;9、固定蓋板；10、真空孔;11、排液孔;12、進料孔;13、出料孔;14、導流槽；15、封頭;16、第一料液口； 17;第二料液口； 18、第一殼體出口； 19、第二殼體出口。
[0041]
【具體實施方式】
[0042]下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0043]本文使用的詞語“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他變體意欲涵蓋非排它性的包括。例如，包括列出要素的工藝、方法、物品或設(shè)備不必受限于那些要素，而是可以包括其他沒有明確列出或?qū)儆谶@種工藝、方法、物品或設(shè)備固有的要素。
[0044]以范圍形式表達的值應當以靈活的方式理解為不僅包括明確列舉出的作為范圍限值的數(shù)值，而且還包括涵蓋在該范圍內(nèi)的所有單個數(shù)值或子區(qū)間，猶如每個數(shù)值和子區(qū)間被明確列舉出。例如，“大約0.1%至約5%”的濃度范圍應當理解為不僅包括明確列舉出的約0.1 %至約5%的濃度，還包括有所指范圍內(nèi)的單個濃度(如，I %、2%、3%和4%)和子區(qū)間(例如，0.1% 至 0.5%、1% 至 2.2%、3.3% 至 4.4%)。
[0045]本發(fā)明首先提供了一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其主要結(jié)構(gòu)如圖1?3所示。膜元件中主要是由多根中空纖維膜管I平行呈束狀排列構(gòu)成分離部件，另外，還包括有多孔蓋板2、多孔基座3，圖2和圖3所示為多孔蓋板2和多孔基座3的俯視或仰視圖，多孔蓋板2和多孔基座3均開設(shè)有膜孔5，其作用是用于插放中空纖維膜管I，多孔蓋板2和多孔基座3上膜孔5位置相互一致，能夠使無機中空纖維管能夠呈束狀、平行地安裝于多孔蓋板2和多孔基座3之間，多孔蓋板與多孔基座材料可以為聚四氟乙烯、陶瓷或者金屬。
[0046]安裝過程是將中空纖維膜管I一端插入多孔蓋板2的膜孔，再插入多孔基座3的膜孔中，使得中空纖維管置于多孔蓋板2和多孔基座3之間，膜孔的直徑最好是略微大于中空纖維膜管I的外徑，膜孔直徑不能過大，一方面可以較好地將載體固定其中，另一方面，方便在后續(xù)步驟注入密封材料4的過程中，密封材料4不易流入膜孔與膜管之間的縫隙。然后再在多孔基座3的表面上的中空纖維膜管I與膜孔相鄰位置進行澆注密封材料4，密封材料4可以沿著平面鋪展開，進而使將中空纖維膜管I與膜孔的相接觸的部位全部覆蓋。這里所用的密封材料4，只要具有一定的流動性以及是可固化的，即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，沒有特別的限定，例如:環(huán)氧樹脂、有機硅與陶瓷密封劑等；固化方式可以采用固化劑、光固化、加熱固化等。在制作好一端之后將另一端制作同樣的密封結(jié)構(gòu)，使中空纖維膜管I的另一端與多孔蓋板2相密封，密封后形成中空纖維膜濾芯元件，如圖1中所示。
[0047]本發(fā)明中所述的陶瓷中空纖維膜管可以是對稱膜，也可以是非對稱膜；當采用對稱膜時，其材料可以是選自氧化鋁、氧化鋯、莫來石、氧化鈦、分子篩等陶瓷材料制成；當采用非對稱膜時，是由陶瓷中空纖維載體和其表面的膜層，中空纖維載體可以采用常規(guī)的陶瓷材料，其膜層根據(jù)應用體系可以選擇氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯或者分子篩所構(gòu)成。
[0048]當應用于有機溶劑脫水等領(lǐng)域時，可以采用的是分子篩膜;而如果將本發(fā)明中的組件應用于液體過濾時，可以采用氧化鋯、氧化鈦等陶瓷材料制備膜層，可以適用的是超濾膜、納濾膜等。
[0049]本發(fā)明中所說的陶瓷材料，能夠從現(xiàn)有公知的陶瓷材料中適當選擇。例如，可以使用氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化釔，鈦酸鋇等氧化物類材料;堇青石、多鋁紅柱石、鎂橄欖石、塊滑石、硅鋁氧氮陶瓷、鋯石、鐵酸鹽等復合氧化物類材料;氮化硅，氮化鋁等氮化物類材料;碳化硅等碳化物類材料;羥基磷灰石等氫氧化物類材料;碳、硅等元素類材料;或者含有它們的兩種以上的無機復合材料等。還可以使用天然礦物(粘土、粘土礦物、陶渣、硅砂、陶石、長石、白砂)或高爐爐渣、飛灰等作為主體構(gòu)成的陶瓷粉末。其中，這里所說的“作為主體”表示陶瓷粉末總體的50wt%以上(優(yōu)選75wt%以上、更優(yōu)選80wt%?100wt%)為氧化鋁或二氧化硅。
[0050]所述的陶瓷中空纖維載體具有小于或等于7個通道;材質(zhì)由a-Al203、YSZ(氧化釔穩(wěn)定氧化鋯)、Ti02中的一種或兩種組成，載體外徑為I?5_，平均孔徑為0.2?2.0μπι，孔隙率為25?55%。
[0051]上述的膜元件中，所述的多孔基座和多孔蓋板均為圓形，厚度為I?3cm;多孔基座和多孔蓋板為聚四氟乙烯、陶瓷或者金屬材料。
[0052]當膜層為納濾規(guī)格時，可以理解為截留分子量是100?200000的膜，由于納濾膜的孔徑過小而難以用電子顯微鏡等來測定膜表面的孔徑，所以用稱為截留分子量的值代替平均孔徑作為孔徑大小的指標。關(guān)于截留分子量，如在本領(lǐng)域教科書中所記載的將以溶質(zhì)分子量為橫軸、阻止率為縱軸，對數(shù)據(jù)進行繪制而成的曲線稱為截留分子量曲線。而且將阻止率為90%的分子量稱為膜的截留分子量”，截留分子量作為表示納濾膜的膜性能的指標，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
[0053]當采用分子篩膜時，所述的分子篩膜為孔道直徑介于2.8?7.4A之間的沸石分子篩膜材料，優(yōu)選分子篩膜類型為NaA型、MFI型、T型、FAU型、M0RT型、CHA型、DDR型。
[0054]所述的多根陶瓷中空纖維膜管根數(shù)小于或等于200根，與多孔蓋板和多孔基座膜孔數(shù)目相一致，膜管間距為膜管外徑0.1-3倍。
[0055]本發(fā)明中的膜元件可以應用于液體過濾、分離過程，如納濾膜除二價鹽、納濾脫除小分子有機物、納濾濃縮等。
[0056]另外，本發(fā)明提供的膜元件主要可以應用于分子篩膜滲透汽化脫水等領(lǐng)域，會有較高的溫度的蒸汽與膜元件的表面接觸，蒸汽中的水會透過膜層進入至分子篩膜管內(nèi)部，因此，在較高溫度下時，密封材料4的高低或密度不均勻會導致其受熱膨脹的不均勻，而本發(fā)明主要是采用的直徑較細的中空纖維分子篩膜，當分子篩膜位于上下兩端處的密封材料4膨脹量存在差別時，容易導致中空纖維分子篩膜受到上下兩側(cè)不均勻的作用力，會導致在高溫條件下因為受力不均而斷裂。因此，在本發(fā)明的一個改進的實施方式中，如圖6所示，多孔基座3或者多孔蓋板2朝向分子篩膜一側(cè)的表面上還開設(shè)有導流槽14，導流槽14的作用是使注入密封材料時，能夠使外部的密封材料膠水能夠受到導流槽14更快速地向內(nèi)部流動，避免了密封材料需要在許多根分子篩膜之間穿插繞行，又因此密封材料注入后會存在著一定的固化時間，所以加快其流動后，可以縮短因為外層密封材料先固化而導致的內(nèi)外分布不均勻的問題，進而使分子篩膜上下兩端最終固化后的密封材料保持平整一致，不會出現(xiàn)受熱后應力不同的問題。在另外的一個實施方式中，在導流槽14中涂覆有高分子聚合物層，由于大部分的密封材料是疏水性質(zhì)，在陶瓷片的表面的接觸角較大，不容易鋪展，而將層流槽14內(nèi)部涂上聚合物導層之后，密封材料在聚合物層上的相容性好、接觸角小，能夠更快地鋪展，進而提高了密封材料在膜片上的鋪展速度。
[0057]基于上述的膜元件，本發(fā)明還提供了一種安裝了這種膜元件的組件。該組件可以采用本領(lǐng)域慣用的膜元件安裝方式將其安裝于膜組件當中，主要是將膜元件中中空纖維膜管的內(nèi)部通道與外部相隔開，將內(nèi)部通道與膜管外壁側(cè)分別作為一個管程，例如中空纖維膜管的內(nèi)部通道與封頭15連通，用于將其中得到的滲透液引出，而中空纖維膜管的外壁側(cè)與殼體相連通，在殼體上設(shè)置進料口，用于向中空纖維膜管外部一側(cè)的管程送入原料蒸汽。圖5所示為陶瓷中空纖維分子篩膜組件，該組件主要用于有機溶劑滲透汽化脫水。
[0058]該組件中，通過封頭15安裝于多孔基座3的一端并密封，使封頭與多孔基座3之間形成真空室7，而封頭上設(shè)置有真空孔10，使用過程中，通過在真空孔10上抽真空，使分子篩膜的內(nèi)管產(chǎn)生負壓，形成傳質(zhì)推動力。封頭與多孔基座3之間的密封固定是通過在封頭15內(nèi)部設(shè)置固定蓋板9(其平面如圖4所示)，并將固定蓋板9按壓于多孔基座3的邊緣，兩者之間通過O型圈密封(O型圈材質(zhì)為硅膠、氟膠、四氟或石墨)，而多孔基座3的外徑稍寬，將其按壓于殼體6內(nèi)部的凸椽上，進而使膜元件在組件中固定。在殼體6上還開設(shè)排液孔11、進料孔12和出料孔13，使得原料液可以從殼體6外部進入，與膜元件表面接觸，在圖5這種實施方式中，可以將膜元件的另外一端(圖中的下端)的分子篩膜的孔道全部密封，使?jié)B透液只能從與真空室7—端流出；但是，也可以不將這一端的分子篩膜孔道密封，即依照同樣的方式，將多孔蓋板2這一端也與一個封頭相連接固定，并在這一側(cè)的封頭上也設(shè)置負壓口，也就能夠使?jié)B透液從兩端都可以流出。固定蓋板9和殼體6材質(zhì)是具有一定強度的塑性材料，如聚四氟乙稀、金屬等。
[0059]另外，如果采用本發(fā)明中的膜元件進行液體過濾、分離處理時，可以采用如圖8中所示的組件，組件安裝于殼體6中，并且在殼體6的兩端都設(shè)置有封頭15，封頭15中通過O型圈8將該組件密封，使中空纖維管的兩端的通道都與封頭15相連通，中空纖維管的外壁與殼體6連通，封頭15上分別設(shè)置第一料液口 16和第二料液口 17;殼體6上設(shè)置第一殼體出口 18和/或第二殼體出口 19。在使用時，可以將原料液從第一料液口 16中流入并從第二料液口 17流出，在壓力驅(qū)動下滲透液從管壁滲出，從第一殼體出口 18和/或第二殼體出口 19中排出。
[0060]
實施例1
如圖1所示，陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件包括58根NaA單通道的中空纖維分子篩膜
1、多孔基座3、多孔蓋板2組成。中空纖維NaA分子篩膜管長20cm，載體由Ct-Al2O3組成，其外徑為3mm，平均孔徑為0.8 μπι，孔隙率為35%。多孔基座和多孔蓋板均為圓形，厚度為2cm，包含58個膜孔，其材料為陶瓷氧化鋁陶瓷。中空纖維分子篩膜管一端通過陶瓷蓋板插入陶瓷基座膜孔中，澆注陶瓷膠密封，且膜蓋板開孔。另一端閉孔與多孔蓋板膜孔密封制成中空纖維分子篩膜濾芯元件，膜管間距為3mm，如圖1所示。
[0061]陶瓷中空纖維分子篩膜組件由陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件、固定蓋板9以及殼體組成。將陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件裝入殼體內(nèi)，采用固定蓋板固定，固定蓋板為圓形，如圖4所示。蓋板與濾芯之間通過硅膠O型圈8密封，制成中空纖維分子篩膜組件。
[0062]
實施例2
陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件包括89根T型單通道的陶瓷中空纖維分子篩膜1、多孔基座、多孔蓋板組成。中空纖維T型分子篩膜管長30cm，載體由YSZ組成，其外徑為3.6mm，平均孔徑為0.6μπι，孔隙率為45%。多孔基座和多孔蓋板均為圓形，厚度為1.5cm，包含89個膜孔，其材料為聚四氟乙烯。中空纖維分子篩膜管一端通過聚四氟乙烯蓋板插入聚四氟乙烯基座膜孔中，澆注環(huán)氧樹脂膠密封，且膜基座開孔。另一端閉孔與多孔蓋板膜孔密封制成中空纖維分子篩膜濾芯元件，膜管間距為4mm。
[0063]將陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件裝入殼體內(nèi)，采用固定蓋板固定，固定蓋板為圓形。蓋板與濾芯之間通過石墨O型圈密封，制成中空纖維分子篩膜組件。
[0064]
實施例3
陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件包括126根單通道陶瓷中空纖維MFI分子篩膜管、多孔基座、多孔蓋板。中空纖維MFI分子篩膜管長40cm，載體由T12組成，其外徑為2mm，平均孔徑為1.Ομπι，孔隙率為50%。多孔基座和多孔蓋板均為圓形，厚度為1.5cm，包含126個膜孔。中空纖維MFI分子篩膜管一端通過陶瓷蓋板插入陶瓷基座膜孔中，澆注環(huán)氧樹脂密封，且膜蓋板開孔。另一端閉孔與多孔蓋板膜孔密封制成中空纖維分子篩膜濾芯元件，膜管間距為4mm。
[0065]將陶瓷中空纖維分子篩膜濾芯元件裝入殼體內(nèi)，采用固定蓋板固定，固定蓋板為圓形。蓋板與濾芯之間通過四氟O型圈密封，制成中空纖維分子篩膜組件。
[0066]
實施例4
與實施例3的區(qū)別在于:多孔基座4和多孔蓋板3朝向分子篩膜一側(cè)的表面上還開設(shè)有導流槽16，導流槽16寬度1mm，其中涂覆有高分子聚合物層。
【主權(quán)項】
1.一種陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:包括有多孔蓋板(2)和多孔基座(3)，多孔蓋板(2)和多孔基座(3)之間設(shè)置有多根平行的中空纖維膜管(1)，中空纖維膜管(I)套接于多孔蓋板(2)和多孔基座(3)上的膜孔(5)中，在多孔蓋板(2)和多孔基座(3)朝向中空纖維膜管(I)的一側(cè)都設(shè)置有層狀的密封材料(4)，密封材料(4)將中空纖維膜管(I)與膜孔(5)之間的縫隙進行密封。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:所述的多孔蓋板(2)材料為聚四氟乙烯、陶瓷或金屬;多孔基座(3)材料為聚四氟乙烯、陶瓷或金屬。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:所述的中空纖維膜管(I)是由陶瓷中空纖維載體和膜層構(gòu)成;所述的陶瓷中空纖維載體具有小于或等于7個通道;所述的膜層是指分子篩膜或者是由陶瓷材料制備的納濾膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:所述的陶瓷中空纖維載體由a-Al203、YSZ、Ti02中的一種或兩種組成，其外徑為I?5mm，平均孔徑為0.2?2.0μπι，孔隙率為25?55%;所述的分子篩膜為孔道直徑介于2.8?7.4Α之間沸石分子篩膜材料;所述的中空纖維膜管(I)長度介于20?10cm之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:所述中空纖維膜濾芯元件兩端均開孔或其中一端開孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷中空纖維膜濾芯元件，其特征在于:所述的密封材料為環(huán)氧樹脂、有機硅或者陶瓷密封劑;所述的中空纖維膜管(I)的根數(shù)小于或等于200根，與多孔基座和多孔蓋板膜孔上的膜孔(5)的數(shù)量一致，膜管的間距為膜管外徑的0.1?3倍;多孔蓋板(2)和多孔基座(3)朝向中空纖維膜管(I)的一面上還開設(shè)有導流槽(14)，導流槽(14)內(nèi)還涂覆有高分子聚合物層。7.包含有權(quán)利要求1?6中任一項的陶瓷中空纖維膜濾芯元件的膜組件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膜組件，其特征在于:膜組件包括有殼體(6)，陶瓷中空纖維膜濾芯元件位于殼體(6)中，陶瓷中空纖維膜濾芯元件一端封閉，另一端與殼體(6)上的封頭(15)相連通，在封頭(15)上設(shè)置有真空孔(10)，封頭(15)與濾芯元件之間設(shè)置O型圈(8)以實現(xiàn)封頭(15)與殼體(6)之間的密封。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜組件，其特征在于:所述的殼體(6)上還設(shè)置有進料孔(12)和出料孔(13);殼體(6)的下方還設(shè)置有排液孔(11)，所述的O型圈(8)的材質(zhì)為硅膠、氟膠、四氟或石墨。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膜組件，其特征在于:膜組件包括有殼體(6)，陶瓷中空纖維膜濾芯元件位于殼體(6)中，殼體(6)的兩端都設(shè)置有封頭(15)，陶瓷中空纖維膜濾芯元件兩端開孔，通道與封頭(15)相連通，封頭上分別設(shè)置有第一料液口(16)和第二料液口(17)，封頭(15)與濾芯元件之間設(shè)置O型圈(8)以實現(xiàn)封頭(15)與殼體(6)之間的密封;殼體上分別設(shè)置有第一殼體出口( 18)和/或第二殼體出口( 19)。
【文檔編號】B01D69/08GK105879687SQ201610266480
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】顧學紅, 洪周, 宋瑛
【申請人】南京工業(yè)大學, 南京膜材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司