[发明专利]中空纤维分离膜组件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术，尤其涉及中空纤维分离膜组件的制作方法。

背景技术

膜分离技术是一种利用分离膜对溶液或气体物质进行分离、浓缩和提纯的技术。分离膜膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。利用膜进行的气体分离法与其它气体分离法相比具有能量效率高且装置结构简单等特征，因而被用于各种气体的分离。

气体分离膜最普通的形态是在多孔支撑膜的表面上形成气体分离性树脂的薄膜形态(复合膜)。该形态在对膜赋予某种程度的强度的同时在使其具有较多的气体透过量方面是有效的。即该种分离膜不仅具有较强的耐压性和抗污染性，还具有比较优异的分离效率。

中空纤维分离膜是分离膜的一种重要形式。中空纤维分离膜是一种中空纤维状的、具有自支撑作用的膜。例如，在中国专利CN94110113中，黄向阳等人公开了一种在中空纤维分离膜内施加真空，浸涂涂层液制备中空纤维气体分离膜的方法；Bikson等人在美国专利US5356459中公开了一种中空纤维外制备双层膜的方法，内层为气体分离层和外层为不完全密封层。

在实际应用中，中空纤维分离膜通常被制成中空纤维分离膜组件来使用。由于中空纤维分离膜的直径纤细，膜层很薄，非常容易损坏，因此在制造和组装中空纤维分离膜组件的过程中存在非常多的困难。已知的制造中空纤维分离膜组件的方法，一般包括以下步骤：首先用多根中空纤维分离膜膜丝组成膜束体，将粘结剂均匀地涂在中空纤维膜膜束体的两端，静置1到2小时待粘结剂凝固。粘结剂可采用硅胶或树脂，作用是在后面的灌胶步骤之前封堵膜丝孔，以防止在灌胶过程中灌胶树脂例如环氧树脂进入膜丝孔中；接着，将膜束体装入中空纤维分离膜组件的壳体中，将组装好的带有壳体的中空纤维分离膜束体送入离心机，对膜束体的一端灌胶，即，将例如环氧树脂浇注到膜束体的端部，使树脂进入到中空纤维分离膜膜丝之间以及膜束体与壳体之间的空隙中，然后静置12小时直到密封胶干透，从而在膜束体的一端形成密封端；接着对膜束体的另一端实施同样的灌胶过程，同样静置12小时直到密封胶干透；接着对中空纤维膜束体的端部进行切头，即切除探出壳体的端侧法兰的膜束体，目的是将中空纤维膜束体的端部的涂有粘结剂的部分切除，使中空纤维膜的膜丝孔导通。最后在壳体的两端装上端盖，从而，形成最终的中空纤维分离膜组件，以备使用。如在中国专利200910115054.1中采用此方法制作纳滤膜组件。

在上述以及其它的膜组件制作过程中，均采用粘结剂封堵膜丝孔。但是，由于粘结剂的凝固时间长(1到2小时)，灌胶过程也较慢，因此生产效率低；而且，最后切头时，由于固化后的粘接剂较硬，造成切割困难，也使生产效率较低。膜组件制作过程中使用大量粘接剂和树脂，成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种中空纤维分离膜组件的制作方法，其能够克服上述现有技术中的至少一个缺陷。

根据本发明的一个方面，提出一种中空纤维分离膜组件的制作方法，包括以下步骤：

将多根中空纤维分离膜膜丝组成膜束体，用石膏粉封堵膜丝两端的膜丝孔，

将膜束体装入中空纤维分离膜组件的壳体中；

用密封胶灌封膜束体的两端，以形成密封端；

对膜束体的两端进行切头，使中空纤维膜的膜丝孔导通。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括以下步骤：

在用密封胶灌封膜束体的两端之前，采用石膏对膜丝进行预先固定。

其中，用石膏粉封堵膜丝两端的膜丝孔包括：将膜丝束的端部在石膏粉中浸蘸，使石膏粉进入膜丝孔中。

其中，采用石膏对膜丝束进行预先固定包括：

将石膏粉和水调制成石膏浆，把封堵好的带膜丝束的端部插入石膏浆中，静置使石膏浆凝固。

其中，采用石膏对膜丝束进行预先固定还包括：制备能够安装在壳体端部的无孔端盖，在无孔端盖中配制石膏浆，然后将装有膜丝束的壳体放置在无孔端盖上，使膜丝束的端部插入石膏浆中。

所述方法还包括：在用密封胶灌封膜束体的两端之前，在壳体两端连接无孔端盖；在切头之前，除去壳体两端的无孔端盖。

所述方法还包括：在切头之后，在壳体的两端装上有孔端盖，形成最终的中空纤维分离膜组件。

其中，在用密封胶灌封膜束体的两端时，从中空纤维分离膜组件的壳体上的侧口注入密封胶，以在离心机中同时对膜束体的两端进行灌封。

在所述方法中，所述的密封胶可使用环氧树脂。

本发明的中空纤维分离膜组件的制作方法成本较低，操作简单，生产效率高。