[发明专利]用于流体膜分离装置的构造

说明书

技术领域

本发明整体涉及流体膜分离装置的构造。

背景技术

流体膜装置包括膜组件，该膜组件一般分为三类：管式膜、中空纤维膜和平片多孔膜。平片多孔膜组件可装配在褶式滤筒、螺旋卷式组件或板框式构形中。板框式平片膜组件通常比其他类型的膜组件更容易清洁。

支撑片材可用于保持两张平片膜之间的空间，以提供通过连接到平片膜组件的歧管到达或来自膜组件之间的空间的流体输送。支撑片材的形式可以是包括流动通道的可透过的网、纸网、非织造或织造纤维基材料、波纹聚合物膜或挤出的聚合物片材。

网式垫片在市售的过滤膜组件中扮演双重角色，诸如错流过滤或反渗透分离设备。这种垫片不仅使相邻膜层分开，以便于在其间形成进料通道，而且还促进膜表面附近流体元的涡流，以保持膜表面相对干净。这种垫片是市售的，例如德星技术公司(Delstar Technologies,Inc.)生产的名称为“DELNET”和“NALTEX”的非织造和织造网眼织物。

发明内容

本发明的替代膜构造可具有(除了别的以外)改进的性能并且/或者制造或使用成本较低。例如，需要一种膜分离组件，此组件具有改善的抗阻塞性和/或改善的所需成分跨可选择性透过膜的质量传递。

在一个方面，提供了一种构造，包括：

(a)具有基部的支撑片材，该支撑片材包括

(i)从基部延伸的多个横档，其中多个横档中的每个横档沿着支撑片材的长度连续地延伸，并且每个横档包括第一侧表面和相反的第二侧表面、以及顶表面；和

(ii)从基部延伸的多个第一突起，其中该多个第一突起位于该多个横档之间；和

(b)具有第一主要膜表面的可选择性透过膜，该第一主要膜表面接触至少两个横档的至少顶表面，从而围出流动通道，该流动通道具有在支撑片材基部与第一主要膜表面之间延伸的高度，其中从基部延伸的多个第一突起沿流动通道在纵向方向的长度改变流动通道的高度。

在另一方面，一种流体膜分离单元，包括：一系列重复层，每个层包括

(a)具有基部的支撑片材，该支撑片材包括

(i)从基部延伸的多个横档，其中多个横档中的每个横档沿着支撑片材的长度连续地延伸，并且每个横档包括第一侧表面和相反的第二侧表面、以及顶表面；和

(ii)从基部延伸的多个第一突起，其中该多个第一突起位于该多个横档之间；和

(b)具有第一主要膜表面的可选择性透过膜，该第一主要膜表面接触至少两个横档的至少顶表面，从而围出流动通道，该流动通道具有在支撑片材基部与第一主要膜表面之间延伸的高度，其中多个第一突起沿流动通道在纵向方向的长度改变流动通道的高度。

在另一方面，提供了制备构造的方法，该方法包括：(a)提供包括设计的负像的压料辊；(b)将聚合物穿过包括压料辊的辊隙挤出，以将该设计形成到聚合物的第一主表面中，以在第一主表面上形成具有此设计的支撑片材；(c)将支撑片材的第一主表面与可选择性透过膜接触，形成所述构造。

上述发明内容并非意图描述每个实施例。本发明的一个和多个实施例的细节还在下面的描述中示出。根据以下“具体实施方式”和“权利要求书”，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。

附图说明

图1a为根据本发明一个实施例的示例性流体膜分离单元的透视图，并且图1b为根据本发明一个实施例的包括支撑片材的构造和可选择性透过膜的分解剖视图；

图2为根据本发明一个实施例的支撑片材的分解透视图；

图3为根据本发明一个实施例的支撑片材的分解透视图；

图4为根据本发明一个实施例的支撑片材的分解透视图；

图5a为根据本发明一个实施例的支撑片材的分解透视图，并且图5b为对应的顶视图；

图6为根据本发明一个实施例的支撑片材的分解透视图；

图7为示出了用于装配包括多个支撑片材和可选择性透过膜层的组件的一个实施例的分解透视图；

图8为支撑片材的分解透视图，示出了用作本发明实例中使用的比较支撑片材A的支撑片材；和

图9为正弦型支撑片材的分解侧视图，示出了用作本发明实例中使用的比较支撑片材B和C的支撑片材。

具体实施方式

定义

如本文所用，术语

“一个”、“一种”和“所述”可互换使用并且意指一个或多个/一种或多种；和