[实用新型]超重力膜分离机

说明书

技术领域：

本实用新型提出了一种新型的膜分离机，尤其是一种将膜分离过程置于旋转离心超重力场中进行的超重力膜分离机。

背景技术：

膜分离技术是一种高效、节能、环保的高新技术、该技术目前已广泛应用于化工、食品、制药环保等领域，但是由于浓差极化，膜污染、膜的单位面积通量低导致的膜工艺中，运行成本高，设备投资高等原因极大限制了膜技术的应用，超重力技术是一种能极大强化“三传”“一反”效果的应用技术，越来越受到了科技人员的重视和研究开发，目前已在环保、化工、纳米材料制造等方面获得了成功应用。

超重力膜分离技术，是利用旋转离心产生超重力场，将膜组件置于超重力场中，使膜分离过程在超重力条件下完成，由于膜分离过程由传统的重力场进行，变为在数十倍场至数万倍重力加速度(g＝9.8m/s²)的超重力场下进行，其膜分离过程发生了重要变化，产生了以下效果：

1、有效降低膜污染和浓差极化

膜分离过程中，膜表面产生浓差极化层，浓差极化层的浓度远高于主体料液的浓度，由于浓度不同在绝大数情况下浓差极化层的密度会高于或低于主体料液的密度，在强大的离心场内产生沿场的方向或其反方向的运动，从而离开膜表面，进而减少浓差极化和膜污染.

2、可提高单位膜面积的通透量

当透过液膜后流出通道横截面面积很小时，要使大量的透过液排出，必须对其施以较大的膜后压力，由于较大的膜后压力，大大减小了跨膜压差，因此单位面积膜的通透两会降低，这种现象在长度较大的外压中空纤维膜，毛细管膜中表现的很严重，超重力膜分离可解决以上问题，以中空纤维膜为例，当中空纤维膜的长度沿离心场或近似沿离心场方向分布时，透过液会在离心力的作用下沿膜管甩出，而在此过程中由于哥氏产生的膜后压力极小且仅对极小部分膜背面产生的作用所以膜的跨膜压差不会产生大的变化，因此膜可以保持较高的通透量。

3、可获得浓度较高的截留物

由于超重力膜分离机兼具膜浓缩和离心沉降的工艺特点，所以在进料压力相同的条件下，其截留物浓度高于传统的膜浓缩。

超重力膜分离技术是一门新型的应用技术，目前，研究和应用的成果并不多在已知的可查资料中，仅有《具有管式结构的旋转床超重力场装置》(专利申请号03115674.6)和《离心旋转超重力-膜分离技术》(专利申请号03100089.4)两项专利发表，该两项专利提出了在超重力条件下膜分离的技术方案，但都存在一些问题导致可行性差，如《具有管式结构的旋转床超重力场装置》强调管式膜或中空纤维膜两端固定，沿径向排列，实际上在超重力膜分离过程中由于哥氏力的存在中空纤维膜无法保持沿径向排列，由于哥氏力进出料及开机停机产生的液流冲击中空纤维膜极易拉断，造成膜组件报废。《离心旋转超重力-膜分离技术》其特征是膜表面面向转鼓轴心，这样会使浓差极化及膜污染更加严重，另外，该两项专利也没有对膜的清洗、进出料提出可行的解决方案。《一种在超重力条件下工作的膜组件》(专利申请号2008207417002)提出了一种依靠转鼓作支撑，膜一端固定的新的膜组件，较好地解决了以上二专利的问题，该专利也提出了截留液、透过液、轻液气泡的排出和原料液的给入的解决方案，但仅仅是对膜组件的排出和给入，该专利也没有能对超重力场的产生以及透过液和截留液的能量回收利用给出解决方案。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，而提供一种超重力膜分离机，该分离机具有膜浓差极化及膜污染低、单位膜面和通量大的特点。