[发明专利]一种管状中空纤维膜、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种管状中空纤维膜、制备方法及应用，该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5‑20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40‑60％。皮层厚度为5‑20μm，既有利于水蒸气在膜中的渗透，又控制了生产成本。且本发明的多孔支撑层中含有质量分数为40‑60％的导热材料，提高了导热系数。

技术领域

本发明涉及空气除湿系统及其工艺，尤其涉及一种管状中空纤维膜、制备方法及应用。

背景技术

据资料统计，人们有80％的时间处于建筑室内，因此调节和控制好室内环境保证室内人体舒适性就显得极为重要。调节室内环境主要是通过控制房间内的温度和湿度两个参数来实现的。湿度过高，会阻碍汗液蒸发，影响散热和皮肤表面温度，从而使人感到不舒适。ASHRAE提出的夏天和冬天热舒适区其中对湿度都有相应的控制。以PMV值(预期平均评价)作为人体热舒适评价指标，当室温为26℃时，相对湿度平均每增加10％，PMV值增加约0.1.湿度过高或过低的空气环境同样会加快室内建筑材料释放化学物质(甲醛和臭氧)，加速病毒、真菌和细菌等微生物的生长繁殖，而这些化学物质会严重影响我们的身体健康。根据适宜室内生物和化学污染物的湿度环境图可知，适合人体健康生活环境的湿度为40～60％。

除湿的方法按照其除湿机理可以分为：冷却除湿、干燥剂除湿(包括液体吸收除湿和固体吸附除湿)、膜渗透除湿和电化学除湿等多种方法。冷却除湿方法利用冷却盘管将空气温度降至其露点温度一下，使的空气中的水分在冷却器表面结露冷凝。膜渗透除湿方法是利用膜对空气中对水的选择透过性将水分从水蒸气分压高的一侧转移到水蒸气分压低的一侧，从而实现对高水蒸气分压侧空气除湿的一种方法。电化学除湿是利用水蒸气在电池阳极分解成氧气和质子，再将质子转移到阴极生成氢气分子或者与氧气结合生成水，以此来降低空气中的水分。

这三种方法都存在着很大的弊端。冷却除湿方法需要将空气的温度冷却到其露点以下，冷却后的空气需要再进行加热后才能送入房间之中，在这个过程中温度和湿度不能独立控制，造成了能源利用率低能耗大；水分在冷却器表面冷凝，使得冷却器常年潮湿为细菌提供了生长和繁衍的场所，使室内空气品质严重下降；而对于露点温度过低的工况容易使冷却器表面结霜，需要特别的装置对其进行除霜处理，膜法除湿是一种被动的除湿方法，其除湿能力受湿交换气体中水蒸气压力较小的一侧控制；膜材料是影响膜法除湿的重要因素，膜材料的好坏决定着整个除湿过程性能。而电化学除湿是一种非常新颖的除湿方法，其技术不够成熟；而且除湿过程中需要直流电源，能源利用并不高。

液体除湿是一种有效除湿方法，但空气对液滴有夹带作用，引起液滴腐蚀。为了克服这一障碍，提出一种中空纤维膜液体除湿方法，将膜做成中空纤维的型式，纤维内腔走盐溶液，纤维外流过湿空气，湿空气中的水分会被溶液吸收，从而除湿。这项技术的中空纤维膜是关键。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种管状中空纤维膜，能够使得纤维内腔走盐溶液，纤维外流过湿空气，湿空气中的水分会被溶液吸收，从而除湿。本发明还提供了一种管状中空纤维膜的制备方法及应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种管状中空纤维膜，该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5-20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40-60％。