[实用新型]改善膜通量的气-液两相流的混合装置

说明书

本实用新型公开了改善膜通量的气‑液两相流的混合装置。本实用新型涉及改善膜通量技术领域，包括：原料水箱（1）、物料泵（2）、流量控制器（3）依次通过管路与气液混合器（5）的进液口（4）连接，所述气液混合器（5）上端的进气口（6）通过气管与流量控制器（8）和空气压缩机（7）连接；所述气液混合器（5）下端的混合液出口（9）通过连接管与膜装置（10）连接。其具有提高了膜的通量减少了污染程度，使清洗周期延长了一倍的优点。

技术领域

本实用新型涉及改善膜通量技术领域，特别是改善膜通量的气-液两相流的混合装置。

背景技术

膜分离技术作为一种高效节能技术，已广泛应用于轻工、食品、医药、化工、环保、石油、电子、能源等各领域。膜分离过程中，由于膜的截留作用，部分或全部两相流技术应用于膜分 离过程中，希望能找出一种有效的手段和途径来解决膜分离过程中通量随过滤时间下降 的问题，从而有效的控制和解决膜污染及浓差极化现象。实验结果表明，无论是处理生 物污水、大分子物质、颗粒悬浮液的超滤和微滤实验，无论采用哪种结构的膜组件(中空纤维膜、管式膜、平板膜)，气液两相流都明显地增大膜渗透通量，均能有效地减少 浓差极化和膜污染，具有良好地适用性，因此引起了广泛地关注。由于在两相流中，气体的通入可以有效地降低 浓差极化和膜污染，增加了膜表面的剪切力，减少颗粒在膜表面的沉积，从而减小了膜 表面的颗粒层阻力，增加了膜的渗透通量。此外，通入气体也加强了膜内流体的湍流流 动及料液的局部混合，同时也减少了颗粒同膜表面的接触，降低了膜孔内部堵塞。

气液两相流不仅对膜表面的质量传递有深刻的影响，它也会影响到膜内阻力． 采用两相流时，气体分子也可能部分透过膜，当透过膜的水分子周围的部分液体分子被气体分子替代时，由于气体的粘度远小于液体的粘度，因而水分子在膜孔内扩散的Stokes力会减小，这在宏观上表现为膜内孔阻力的降低．在一定的操作压力范围内，膜两侧压差越大，气体通量越大，在水分子通过膜孔时，周围的气体分子数越多，膜内阻力减小也更多，两相流中气体流量增大，气体分子总数的增加也会导致进入膜孔的气体分子增多，进而减小膜内水分子通过的阻力．气液两相流方面的大量工作表明，弹状流是最有效的可明显强化传质作用的范围，并且气体流量通常远低于液体流量．气液两相流在外压式中空纤维膜组件中还可使膜纤维产生晃动和振荡，抖落或相互摩擦掉中空纤维外表面上附着的污染物，从而对中空纤维外壁沉积物有较好的去除效果，减轻膜污染．在文献中都未提出气液混合的方法与设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种改善膜通量的气-液两相流的混合装置，其具有提高了膜的通量减少了污染程度，使清洗周期延长了一倍的优点。

本申请发明人在长期研究中发现：由于在两相流中，气体的通入可以有效地降低浓差极化和膜污染，增加了膜表面的剪切力，减少颗粒在膜表面的沉积，从而减小了膜 表面的颗粒层阻力，增加了膜的渗透通量。此外，通入气体也加强了膜内流体的湍流流 动及料液的局部混合，同时也减少了颗粒同膜表面的接触，降低了膜孔内部堵塞。

气液两相流不仅对膜表面的质量传递有深刻的影响，它也会影响到膜内阻力． 采用两相流时，气体分子也可能部分透过膜，当透过膜的水分子周围的部分液体分子被气体分子替代时，由于气体的粘度远小于液体的粘度，因而水分子在膜孔内扩散的Stokes力会减小，这在宏观上表现为膜内孔阻力的降低．在一定的操作压力范围内，膜两侧压差越大，气体通量越大，在水分子通过膜孔时，周围的气体分子数越多，膜内阻力减小也更多，两相流中气体流量增大，气体分子总数的增加也会导致进入膜孔的气体分子增多，进而减小膜内水分子通过的阻力．因此在膜处理的液体中，如何通入气体并使之混合均匀，成了关键问题。

因此本申请发明人提出了：一种改善膜通量的气-液两相流的混合装置，其包括：原料水箱、物料泵、流量控制器依次通过管路与气液混合器的进液口连接，气液混合器上端的进气口通过气管与流量控制器和空气压缩机连接；气液混合器下端的混合液出口通过连接管与膜装置连接。