[实用新型]中空纤维膜膜壳、膜壳密封结构及膜组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中空纤维膜膜壳、膜壳密封结构及膜组件，具体地涉及在中空纤维气体分离膜组件中使用的中空纤维膜膜壳及其膜壳密封结构和该中空纤维气体分离膜组件。 

背景技术

气体分离膜技术的工业化应用始于20世纪70年代末，最初的应用领域是从合成氨驰放气中回收氢气，经过三十余年的发展，气体分离膜的应用范围扩大到工业气体生产、空分、CO₂分离、有机蒸汽回收等领域。 

气体膜分离技术的核心部件是高性能的中空纤维气体分离膜组件。中空纤维气体分离膜组件是将上万根中空纤维膜丝制成纤维束装在不锈钢膜壳内，中空纤维束的两端通过浇铸树脂粘合剂使膜丝与膜壳之间达到密封的效果。中空纤维丝之间的缝隙也由树脂粘合剂密封。 

图1是显示现有技术中的膜壳的两端结构，从图1中可以看出，膜壳包括圆筒形壳体和位于所述圆筒形壳体两端的密封端。现有膜壳的两端口内侧有螺纹，其目的是防滑，即防止树脂粘合剂环从膜壳上脱落下来。 

但在实际试验过程中发现，即使有防滑螺纹，树脂粘合剂和膜壳内壁粘接的仍然不牢固。因为两种材质的热膨胀系数不同，环境温度的变化会导致树脂粘合剂从膜壳上脱落，再者中空纤维气体分离膜组件在使用过程中膜壳内气体压力较大(一般在0.5MPa～3MPa)，这也会促使树脂粘合剂与膜壳内壁分离，严重时粘合剂会在高压下发生变形。这样的最终结果是膜组件漏气，无法使用。 

实用新型内容

为了改善树脂粘合剂与膜壳之间的密封，本实用新型提供了一种新型的膜壳结构，和使用该膜壳结构的膜壳密封结构，以及使用本实用新型的膜壳密封结构的膜组件。 

本实用新型的膜壳结构是一种在中空纤维气体分离膜组件中使用的中空纤维膜膜壳，所述膜壳包括圆筒形壳体和位于所述圆筒形壳体两端的密封端，其中在靠近所述密封端的端口处开有台阶孔，优选在垂直于圆筒形壳体的轴向的方向上距离端口1-5cm处，更优选距离端口2-3cm处开有台阶孔。 

本实用新型的另一方面是提供一种膜壳密封结构，其包括本实用新型的膜壳结构，并且还包括带有内槽的膜壳盖(2)；置于所述膜壳(1)和膜壳盖(2)之间的垫片(3)；以及用于装配膜壳(1)和膜壳盖(2)的紧固装置。 

本实用新型的再一个方面是提供一种膜组件，所述膜组件除包括本实用新型的膜壳密封结构之外，还包括放置在膜壳内的膜丝。 

附图说明

图1显示现有技术中的膜壳的两端结构的剖面图，图中7为侧孔，8为焊接处，9为防滑槽，10表示没有台阶孔，11为圆筒形壳体，12为密封端。 

图2是显示现有技术中膜壳装配时的局部剖面图，图中1为膜壳，2为膜壳盖，3为垫片，4，5，6分别指的是螺栓、金属垫片、螺母。 

图3是本实用新型的膜壳结构的剖面图，图中7为侧孔，8为焊接处，9为防滑槽，13为台阶孔，11为圆筒形壳体，12为密封端。 

图4显示本实用新型的膜壳、垫片以及膜壳盖之间的配合关系，图中2为膜壳盖，14为平垫片。 

图5是显示本实用新型的膜壳装配时的局部剖面图，其中1为膜壳，2为膜壳盖，3为垫片，4，5，6分别指的是螺栓、螺母，金属垫片。 

具体实施方式

在本实用新型中，所述的台阶孔是指平行于膜壳的圆筒形壳体的轴线的横截面为台阶状的孔。 

本实用新型的一个方面是提供一种在中空纤维气体分离膜组件中使用的中空纤维膜膜壳，所述膜壳包括圆筒形壳体和位于所述圆筒形壳体两端的密封端，其中在靠近所述密封端的端口处开有台阶孔。优选地，所述膜壳在垂直于圆筒形壳体的轴向的方向上距离密封端的端口1-5cm处开有台阶孔，更优选地在距离密封端的端口处2-3cm处开有台阶孔。台阶孔的形状(从垂直于膜壳的圆筒形壳体的轴线看)没有特别限制，可以为圆形、椭圆形或其他截面类似阶梯状的形状等。台阶孔的孔径(如果台阶孔的形状不是圆形，可以使用台阶孔的等效圆直径作为其孔径)大于膜壳内径且小于膜壳内径的两倍，最优选为膜壳内径的1.23倍。在本实用新型中，所述膜壳的内径与本领域中所述的膜壳内径的含义相同。