複合分離膜的製備設備的製作方法
2023-10-25 11:27:12
複合分離膜的製備設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種複合分離膜的製備設備，包括兩個物料收放架、反應機架、兩個溶液槽、液量控制輥組、兩個薄膜乾燥箱和後處理水箱；其中兩個收放卷架分別置於所述設備的前後兩端，溶液槽及液量控制輥組安裝在反應機架內，並且兩個溶液槽分別設在液量控制輥組的兩側，兩個薄膜乾燥箱分別設在後處理水箱的兩側；所述複合分離膜通過過渡導輥依次將第一物料收放架、反應機架、第一溶液槽、液量控制輥組、第二溶液槽、第一薄膜乾燥箱、後處理水箱、第二薄膜乾燥箱和第二物料收放架連接。本發明設備具有結構緊湊、能精確控制支撐體內吸附溶液含量並且乾燥效率較高的特點，使得到的複合分離膜物理性能良好。
【專利說明】複合分離膜的製備設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種複合分離膜的製備設備，特別是涉及一種利用界面聚合法製備複合分離膜的設備。
【背景技術】
[0002]膜技術是一種新型的分離技術，近幾十年發展迅速，已經在水處理、化工、生物、醫藥、食品等領域獲得廣泛應用。界面聚合法製備複合膜是利用兩種反應活性很高的單體在兩個互不相容的溶劑界面處發生聚合反應，從而在多孔支撐體上形成一很薄的緻密層。
[0003]利用界面聚合是主要的膜製備方法，具體過程是將支撐體(通常是微濾或超濾膜)浸入含有活潑單體a的溶液A中，充分浸潤後排出過量溶液A，隨後浸入含有另一種反應活性很高單體b的溶液B中進行聚合反應，由於溶液A和溶液B中的兩種溶劑互不相溶，反應僅在兩種溶劑的界面處發生，從而在支撐體上形成緻密層。再經過乾燥、高、低溫水箱交替浸泡等後處理工藝等形成最終產品。由於反應僅發生在界面處，因此生成聚合物很薄，滲透性和選擇性均良好。而該方法的關鍵是控制支撐體內溶液A的殘餘量，進而控制合適的擴散速度和複合層厚度，以獲得理想的複合膜性能。現有設備在支撐體通過A溶液槽後沒有液量控制機構，直接進入B溶液槽；複合膜在薄膜乾燥箱內行走要有過渡輥支撐；後處理水箱每一處理步驟都是一個獨立水箱。這種結構存有以下問題:1.由於沒有液量控制結構，A溶液自然流延分布，由於液體的表面張力，A溶液在基材表面溶液含量無法保證均一，不同量的溶液化學反應使脫鹽層不穩定；2.脫鹽層反應初期比較脆弱，薄膜乾燥箱內的過渡輥易損傷其表面，而過慢的風乾速度又影響生產效率；3.獨立的後處理水槽使退火回火等工藝結構分散，不緊湊。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、能精確控制支撐體內吸附溶液含量並且乾燥效率較高的製備複合分離膜的設備。
[0005]為達上述目的，本發明一種複合分離膜的製備設備，包括兩個物料收放架、反應機架、兩個溶液槽、液量控制輥組、兩個薄膜乾燥箱和後處理水箱；其中兩個物料收放架分別置於所述設備的前後兩端，溶液槽及液量控制輥組安裝在反應機架內，並且兩個溶液槽分別設在液量控制輥組的兩側，兩個薄膜乾燥箱分別設在後處理水箱的兩側；所述複合分離膜通過過渡導輥依次將第一物料收放架、反應機架、第一溶液槽、液量控制輥組、第二溶液槽、第一薄膜乾燥箱、後處理水箱、第二薄膜乾燥箱和第二物料收放架連接。
[0006]本發明複合分離膜的製備設備，其中所述液量控制輥組固定在反應機架上，含有擠壓輥、固定輥、兩個吸附棍、低摩擦氣缸和比例調壓閥，其中低摩擦氣缸通過氣管與比例調壓閥連通，比例調壓閥和氣源連通，擠壓輥和低摩擦氣缸連接，固定輥上方與擠壓輥壓緊且固定輥下方與兩個吸附棍預緊接觸。固定輥輥面車有雙向展開螺紋(向兩側展開的螺旋線)，用於液體均勻擴散。[0007]本發明複合分離膜的製備設備，還包括通過管道與薄膜乾燥箱連接的變頻加熱風機。
[0008]本發明複合分離膜的製備設備，其中所述薄膜乾燥箱內設有上下交錯排列的風嘴，風嘴兩側開口，開口距離疒3mm，使形成一定的風壓，風嘴同時向薄膜吹風，箱內無託輥或導向輥等機構(現有的薄膜乾燥箱往往設有支撐薄膜傳輸的託輥)，僅靠風力懸浮於空中，加熱風機採用變頻器控制，實現速度連續控制，控制吹風量及風速使物料表面均勻乾燥。
[0009]本發明複合分離膜的製備設備，其中所述後處理水箱為熱處理一體式水箱，由不鏽鋼板材焊接而成，水箱內過渡輥上下安裝，使物料與液體充分接觸；熱處理水箱內焊接保溫隔層將其分成數個區域，保溫隔層內填充保溫材料，使各不同區域內的水溫互不影響，實現退火、回火等熱處理工藝在同一水箱內完成。
[0010]本發明與現有技術不同之處在於，本發明在兩個溶液槽之間加設了液量控制輥組，通過比例調壓閥精確控制氣源壓力，使與低摩擦氣缸連接的擠壓輥對固定輥的壓力恆定，使基材(即支撐體)的壓縮量相同，擠壓出的溶液量也保持恆定；擠壓出的溶液順著固定輥上的雙向螺紋展平線均勻擴散在固定輥輥面上，固定輥為金屬輥不吸附溶液，溶液隨著固定輥的旋轉與下方的吸附輥接觸，從而將多餘的溶液吸附到吸附輥上排走，達到液量恆定的目的。本發明設備能夠控制支撐體內的第一個溶液槽中溶液的殘餘量，進而能控制油相溶液中溶質向水相溶液中的擴散速度，並能控制殘餘的胺類物質的量，使界面反應在定量前提下完成，由此使得複合層厚度可控，以獲得理想的複合分離膜性能，經過測試，反滲透膜的脫鹽能力從98%提高至99.5%，水通量從25gfd提高至35gfd。
[0011]下面結合附圖對本發明複合分離膜的製備設備作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明複合分離膜的製備設備的整體結構示意圖；
[0013]圖2為本發明設備中液量控制輥組的結構示意圖；
[0014]圖3為本發明設備得到的複合分離膜的膜孔隙壓縮前後示意圖；
[0015]圖4為本發明設備中薄膜乾燥箱內風嘴結構與風嘴排列方式結構示意圖；
[0016]圖5為本發明設備中固定輥表面結構示意圖；
[0017]圖6為本發明設備中後處理水箱內部結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:1_物料收放架；2_反應機架；3_溶液槽；4_液量控制輥組；5_薄膜乾燥箱；6_變頻加熱風機；7_後處理水箱；8_擠壓輥；9_固定輥；10_吸附棍；11_低摩擦氣缸；12_比例調壓閥；13_風嘴；14_複合分離膜；15_過渡輥；16_雙向展開螺紋；17_保溫隔層。
【具體實施方式】
[0019]以下是實施例等，但本發明的內容並不局限於這些實施例的範圍。
[0020]實施例
[0021]如圖1所示，本發明複合分離膜的製備設備的前後各一個物料收放架I，前端收放架I體上安裝有驅動電機，用於放卷料的主動開卷。反應機架2由型材焊接焊接而成，機架上安裝有過渡導輥，用於引導物料進入溶液槽3。溶液槽3用不鏽鋼板材焊接而成，在槽內安裝有過渡輥，與底部留有一定的空隙，使物料充分浸泡吸收。在兩溶液槽3間安裝一液量控制棍組4,溶液槽3及液量控制棍組4安裝在反應機架2內，液量控制棍組4固定在反應機架2上。液量控制輥組4含有擠壓輥8、固定輥9、兩個吸附棍10、低摩擦氣缸11和比例調壓閥12，其中低摩擦氣缸11通過氣管與比例調壓閥12連通，比例調壓閥12和氣源連通，擠壓輥8和低摩擦氣缸11連接，固定輥9上方與擠壓輥8壓緊且固定輥9下方與兩個吸附棍10預緊接觸安裝。上方的擠壓輥8通過比例調壓閥12控制的低摩擦氣缸11提供下壓力，擠出支撐體在第一個溶液槽3吸附的多餘溶液；固定輥9輥面車有雙向展開螺紋16(向兩側展開的螺旋線)如圖5所示，用於液體均勻擴散；固定輥9下方是兩個吸附輥10，安裝時給一定的預緊力使其與固定輥9緊密貼合，輥面為多孔發泡材料，並車有螺旋槽，用於吸收和排走擠出的溶液。反應機架2、溶液槽3和液量控制輥組4構成反應區，反應區後為氣浮式薄膜乾燥箱5，空氣經過變頻加熱風機6從風嘴13吹出，薄膜乾燥箱5內風嘴13兩側開口，開口距離2~3_，使形成一定的風壓，薄膜乾燥箱5內部無託輥和導向輥等機構，複合分離膜14僅靠風力懸浮於空中，加熱風機6採用變頻器控制，實現速度連續控制，控制吹風量及風速。為使物料表面均勻乾燥，上下風嘴間隔排列，如圖4所示。兩薄膜乾燥箱5之間安裝一後處理水箱7，後處理水箱7為熱處理一體式水箱由不鏽鋼板材焊接而成，由圖6所示，水箱內過渡輥15上下安裝，使物料與液體充分接觸；熱處理水箱7內焊接保溫隔層17將其分成數個區域，保溫隔層17內填充保溫材料18，使各不同區域內的水溫互不影響，實現退火、回火等熱處理工藝在同一水箱內完成。後端的物料收放架I上安裝有電機用於物料的牽引，底部安裝光電糾偏機使物料收卷整齊。[0022]試驗例
[0023]膜含水率經驗公式推倒:
[0024]氣源氣壓:P(Mpa)
[0025]氣缸內壁直徑:R(mm)
[0026]擠壓輥自重:G (N)
[0027]擠壓輥產生壓力:F(N)
[0028]阻尼係數為k
[0029]膜壓縮量X ( μ m)
[0030]含水率m
[0031]含水率係數:Y
[0032]為測定擠壓壓力與膜壓縮量和含水量的關係，設計試驗方法如下:
[0033]取直徑IOOmm圓形基材試樣，在溶液中充分浸泡後，稱重記錄下數據。然後放置在平面壓力機下，以ION為單位對試樣加壓，每增加一次測量兩平行壓板間距離，稱試樣重量，記錄數據；直到試樣無法再壓縮位置。
[0034]試驗數據:
[0035]
【權利要求】
1.一種複合分離膜的製備設備，包括兩個物料收放架、反應機架、兩個溶液槽、液量控制輥組、兩個薄膜乾燥箱和後處理水箱；其中兩個收放卷架分別置於所述設備的前後兩端，溶液槽及液量控制輥組安裝在反應機架內，並且兩個溶液槽分別設在液量控制輥組的兩偵牝兩個薄膜乾燥箱分別設在後處理水箱的兩側；所述複合分離膜通過過渡導輥依次將第一物料收放架、反應機架、第一溶液槽、液量控制輥組、第二溶液槽、第一薄膜乾燥箱、後處理水箱、第二薄膜乾燥箱和第二物料收放架連接。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述液量控制輥組固定在反應機架上，含有擠壓輥、固定輥、兩個吸附棍、低摩擦氣缸和比例調壓閥，其中低摩擦氣缸通過氣管與比例調壓閥連通，比例調壓閥和氣源連通，擠壓輥和低摩擦氣缸連接，固定輥上方與擠壓輥壓緊且固定輥下方與兩個吸附棍預緊接觸。
3.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:還包括通過管道與薄膜乾燥箱連接的變頻加熱風機。
4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述薄膜乾燥箱內設有上下交錯排列的風嘴，風嘴兩側開口，開口距離2?3_，薄膜乾燥箱內無託輥或導向輥機構，複合分離膜僅靠風力懸浮於空中。
5.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述後處理水箱由不鏽鋼板材焊接而成，內部設有上下安裝的過渡輥；熱處理水箱內還焊接保溫隔層，將其內部空間分成多個區域，保溫隔層內填充保溫材料，使各不同區域內的水溫互不影響。
【文檔編號】B01D69/12GK103566775SQ201210424318
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年10月30日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】林景峰, 李振寧, 李維軍, 張盈盈 申請人:山東九章膜技術有限公司