[发明专利]一种中空纤维膜组件及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及膜组件装置，尤其涉及一种中空纤维膜组件及其应用。

背景技术

随着人们对生活品质要求的日益提高，水、空气等资源的高效利用得到了人们越来越广泛的重视。

淡水资源是人类生存与发展的最重要物质基础之一，海水淡化和废水净化逐步成为解决淡水资源紧缺的重要手段，海水淡化和废水净化方法中，可利用膜的渗透技术来获得淡水资源。室内环境对人们生活办公有很重要的影响，通过对室内空气的加湿和减湿可调节室内的湿度，从而使人们处于一个舒适的环境，而对空气的加湿和减湿可利用膜的半透性性质来达到目的。

淡水资源的获取、室内湿度的调节等对水资源和空气资源的利用方法中，都可运用膜的渗透技术，直接表现方式为实际应用装置中的膜组件。现有的膜组件中，空气流场分布不匀，从而易导致传热传质恶化，而且现有中空纤维膜规则排布的膜组件在制作过程中耗时长、成本高，不易规模化制备，不便于实现产业化，从而难以满足实际需求，限制了膜组件的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、传热传质效率高的中空纤维膜组件及其应用。克服现有了技术中存在的流场分布不均匀、制作成本高、不易规模化制备不便于实现产业化的弊端。

本发明通过下述技术方案实现：

一种中空纤维膜组件，包括壳体38、置于壳体内的中空纤维膜管束43、若干个支撑体42；

若干个支撑体42将中空纤维膜管束43分为多组管束阵列，沿着壳体38的长度方向间隔排布在壳体38内；

壳体38的长度方向，一端为进水口36，另一端为出水口40；

壳体38的宽度方向，一端为进气口37，另一端为出气口41；

所述支撑体42的两端的外壁分别密封固定在密封隔板39上，密封隔板39将进水口36和出水口40与进气口37和出气口41隔离，以形成各自独立的水、气通道；

液体通过进水口36流经中空纤维膜管束43后，再由出水口40流出；

空气通过进气口37进入壳体38内并与中空纤维膜管束43的外表面接触，再由出气口41排出。

每组管束阵列内均由数根随机分布的单根中空纤维膜管组成；各单根中空纤维膜管的轴线方向相同。

各中空纤维膜管两端部的外壁通过环氧树脂密封，使液体仅由中空纤维膜管的内部流过，即，液体仅接触各中空纤维膜管的内表面。

所述进气口37与出气口41的开设位置彼此错开。

所述支撑体42由管体制成，管体的管壁被局部镂空，使大部分中空纤维膜管束43的外表面外露并与空气接触。

所述若干个支撑体42将中空纤维膜管束43分为多组管束阵列，其排布方式为三角形或矩形阵列规则排列。

所述中空纤维膜管为亲水/憎水复合膜。

所述中空纤维膜组件应用于海水淡化、除湿、净化、蒸馏系统中；中空纤维膜管的膜为选择性透过膜，即，水蒸气能穿过该膜而盐分子和液体水不能穿过该膜。

所述中空纤维膜组件应用于海水淡化或者废水净化时，是作为膜式加湿器来对空气加湿的；具体加湿步骤如下：中空纤维膜管内流通的是加热的海水溶液或废水，中空纤维膜管外表面流通的是常温下的空气，空气流过中空纤维膜的外表面时，中空纤维膜管内加热的海水或废水中的水蒸气会选择性地穿过膜，到达中空纤维膜管的外壁，然后被外壁接触的空气吸收，加热加湿后的空气从出气口41排出，进入下一步的处理。

所述中空纤维膜组件应用于调节空气湿度除湿时，是对空气的除湿和溶液的再生；其具体除湿步骤为：中空纤维膜管外表面流通的是常温下的空气，中空纤维膜管流通的是LiCl溶液、LiBr溶液和/或CaCl2溶液，这些溶液作为除湿剂具有吸水性，通过中空纤维膜管对空气进行除湿；除湿后的空气从出气口41排出，进行利用；

吸收除湿后的溶液浓度降低，经排液口，即出水口40排出，进入储液箱，具体再生过程为：中空纤维膜管外表面流通的是常温下的空气，中空纤维膜管内部流通的是LiCl溶液、LiBr溶液和/或CaCl2溶液；溶液与空气进行水分交换后被干燥，流出干燥再生后的浓溶液；加湿后的空气从出气口41排出，进行利用。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：