[发明专利]一种制备纤维增强中空纤维膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及中空纤维膜制造技术，具体为一种用于制备纤维增强中空纤维膜装置。

背景技术

中空纤维膜是分离膜中的一种。因其装填密度大、不需支撑材料、生产工艺简单等诸多优点在膜分离技术领域广泛应用。

在中空纤维膜的制备研究及生产中，主要采用相转化的湿法纺丝、干法纺丝、干-湿法纺丝等成形方法，以及熔融纺丝-拉伸、熔融纺丝-烧结、熔融纺丝-溶出等方法。这些制备方法所得中空纤维膜已能满足普通的化工分离、富集、提纯和纯水制造等领域对膜强度的要求。但在环境恶劣的污水处理，特别是膜生物反应器(MBR)的应用中，中空纤维膜强度往往不能令人满意。采用凝胶纺丝的热致相分离法制备的中空纤维分离膜强度虽得到了进一步提高，但与人们的期望值或实际需要还有一定的差距。

在中空纤维分离膜的制造中，加入增强纤维可以制备出高强度中空纤维分离膜。中国专利(CN101069818)提出了一种由毛细管状编织物支撑体与膜构成的增强毛细管膜的制备方法，该制备方法先在编织物上涂敷铸膜液，并使之渗透到毛细管状编织物的内部，然后采用湿法相转化的方法，在凝固浴中凝固成膜，形成增强毛细管膜。但该制备方法在其中空部分要做到均匀地加入芯液，控制中空度，以及对中空纤维膜壁厚的均匀性控制都相当困难，难以保证产品质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种制备纤维增强中空纤维膜装置，该装置可使成形后的纤维增强中空纤维膜壁厚均匀、稳定，在提高中空纤维膜强度的同时，保证产品的渗透质量。

本发明解决所述装置技术问题的技术方案是：设计一种制备纤维增强中空纤维膜装置，该装置包括依次工艺连接的喂入辊、芯液浸渍槽、铸膜液浸渍槽、凝固浴槽和卷绕辊，芯液浸渍槽、铸膜液浸渍槽和凝固浴槽内外分别安装有输送导丝辊，其特征在于该装置在铸膜液浸渍槽的输出导丝辊的垂直或基本垂直的上方安装有雾化凝固器或水蒸汽凝固器，雾化凝固器或水蒸汽凝固器的上方安装有凝固辊，所述雾化凝固器与超声波雾化发生器配装连接，或所述水蒸汽凝固器与水蒸汽发生器配装连，所述凝固辊与凝固浴槽工艺连接。

与现有技术相比，本发明装置中增设的雾化凝固器或水蒸汽凝固器可以使离开铸膜液浴槽的表面均匀挂满铸膜液的细管垂直向上牵引，并在雾化水汽或水蒸气作用下开始凝固成形；而垂直向上牵引、凝固成形为能够得到均匀的环形铸膜液，使成形后的中空纤维膜产品壁厚分布均匀、稳定，为产品质量大幅提高提供了可靠保证。

附图说明

图1为本发明制备纤维增强中空纤维膜装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。

本发明设计的制备纤维增强中空纤维膜装置(简称装置，参见图1)，包括依次工艺连接的喂入辊1、芯液浸渍槽2、铸膜液浸渍槽3、凝固浴槽7和卷绕辊8，芯液浸渍槽2、铸膜液浸渍槽3和凝固浴槽7内外分别安装有输送导丝辊，其特征在于该装置在铸膜液浸渍槽3的输出导丝辊32垂直或基本垂直的上方安装有雾化凝固器5或水蒸汽凝固器5’，雾化凝固器5或水蒸汽凝固器5’的上方安装有凝固辊6，所述雾化凝固器5与超声波雾化发生器4配装连接，或所述水蒸汽凝固器5’与水蒸汽发生器4’配装连接；所述凝固辊6与凝固浴槽7工艺连接。

本发明装置的进一步特征是，所述凝固辊6的下方设有凝固浴小槽61，凝固浴小槽61的安装位置应当使凝固辊6的下面浸在凝固浴小槽61的凝固浴中。这种设计可使凝固辊6顺时针旋转带动初生膜运行和凝固的同时，会不断地使初生膜均匀沾附凝固浴小槽61中的凝固浴，加速初生膜的凝固。

本发明装置的进一步特征还在于，所述凝固辊6的上方设有一个可连续不断向凝固辊6上滴加凝固浴的加液装置62。滴加的凝固浴可以经凝固辊6滴落在凝固浴小槽61中。这种设计可以进一步促进初生膜的快速凝固。

本发明装置的进一步特征在于，所述芯液浸渍槽2内有2个导丝辊，其中至少有一个是可以水平移动的导丝辊，调节该导丝辊可以调节2个导丝辊之间的距离。实施例的芯液浸渍槽2内有前(喂入方向)导丝辊21与后(输出方向)导丝辊22，调节这2个导丝辊(即前导丝辊21和后导丝辊22)中任何一个、或者2个导丝辊同时调节，可以调节这2个导丝辊之间的距离。这种距离的调节，可以改变增强纤维细管在芯液浴中的停留时间，从而达到调节增强纤维细管吸附的芯液量，控制中空纤维膜壁厚的目的。