分离膜元件制造技术

本发明专利技术提供了一种分离膜元件，其能够实现每单位膜面积的渗透物体积的增加和每个分离膜元件的新鲜水产生体积的增加。该分离膜元件提供有：水收集管、具有进料侧表面和渗透物侧表面的分离膜主体、进料侧流流路材料；和渗透物侧流流路材料。所述分离膜主体、所述进料侧流流路材料和所述渗透物侧流流路材料围绕所述水收集管呈螺旋状缠绕。渗透物侧流流路材料的多个块在第一方向不连续地提供在所述分离膜主体的渗透物侧表面上，所述第一方向是所述水收集管的纵向方向。所述进料侧流流路材料的厚度是0.15-0.5mm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离膜元件
本专利技术涉及用于分离流体(例如，液体或气体）中所含的组分的分离膜元件。
技术介绍
存在多种用于分离流体(例如，液体或气体)中所含的组分的方法。例如，就除去海 水、半咸水等中所含的离子物质的技术而言，通过分离膜元件实现的分离方法近年来逐渐 被用作节省能源且节省资源的方法。按照孔径和分离功能，将用在通过分离膜元件实现的 分离方法中的分离膜分类成微滤膜、超滤膜、纳米过滤膜、反渗透膜、正渗透膜等，并且将这 些膜用于例如从海水、半咸水、含有有害物质的水等制备饮用水，用于制备工业超纯水，用 于废水处理，或用于回收有价值的物质。 在膜分离元件中，将原料流体供应至分离膜的一个表面，并通过另一个表面得到 透过流体。通过使大量分离膜成束并将该束合并成分离膜元件，可以增加每个分离膜元件 的膜面积，并因此可以增加每个分离膜元件产生的透过流体的量。作为分离膜元件，到目前 为止已经提出了多种形式诸如螺旋型、中空纤维型、板框型、旋转平膜型和平膜整合型。 例如，用于反渗透过滤的流体分离膜元件包括：进料侧流路材料，其用于将原料流 体供应至分离膜表面；分离膜，其用于分离原料流体中所含的组分；和渗透物侧流路材料， 其用于向中央管引入穿过分离膜并与进料流体分离的透过流体。使用聚合物制成的网等作 为进料侧流路材料，并使用具有比进料侧流路材料的间隔更狭窄的间隔的编织物部件(被 称作经编针织物）作为渗透物侧流路材料，用于防止分离膜沉陷和形成渗透物侧流动路径 的目的。分离膜与渗透物侧流路材料交叠并与所述渗透物侧流路材料的两个表面粘合，由 此形成信封形膜。所述信封形膜的内侧形成透过流体的流动路径。信封形膜与进料侧流路 材料交替地堆叠，并且在将开放侧上的预定部分粘附至水收集管的周围表面以后，围绕所 述管呈螺旋状缠绕。 为了提供高效分离膜元件，已经提出增加分离膜的负载效率。例如，在专利文献1 中，已经提出了具有0. 1-0. 5 mm厚度的进料侧流路材料。另外，在专利文献2中，已经提出 了部分地具有大厚度的原料水流路材料。 此外，已经提出通过减小渗透侧上的流阻来增加用分离膜元件产生的渗透物的 量。在专利文献3中，已经提出粗糙片状材料作为渗透物侧流路材料。在专利文献4中，将 不连续渗透物侧流路材料排列在膜的背表面侧上。
技术介绍
文件 专利文献 专利文献 1 JP-A-10-230140 专利文献 2 JP-A-2000-237554 专利文献 3 JP-A-2006-247453 专利文献 4 :W0 2011/152484。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题 使用薄进料侧流路材料可以增加分离膜的负载效率，但是由于狭窄的进料侧流动路 径，进料侧流动路径的压力降会增加。因此，在专利文献1和2的技术中，即使可以增加分 离膜的负载效率，但是分离膜元件中的压力降变大，且因此，每单位膜面积的渗透物的量下 降。 另外，专利文献3的技术不足以有效地减小渗透物侧流路材料的流阻，并且增加 每单位膜面积的渗透物的量的效应较低。根据专利文献4的方法，渗透物侧流路材料的流 阻极大地减小，且因此，每单位膜面积的渗透物的量增加，但是由于进料侧流路材料的厚度 较大，增加每个分离膜元件的水产生速率的效应是不足够的。 本专利技术的一个目的是，提供一种分离膜元件，其能够实现每单位膜面积的渗透物 的量的增加和每个分离膜元件的水产生速率的增加。 解决问题的手段 为了实现上述目的，本专利技术具有下述结构（1)至（11)。 (1) 一种分离膜元件，其包括：水收集管、具有进料侧面和渗透物侧面的分离膜主 体、进料侧槽型材料和渗透物侧流路材料，其中所述分离膜主体、所述进料侧流路材料和所 述渗透物侧流路材料围绕所述水收集管呈螺旋状缠绕，多个所述渗透物侧流路材料沿着第 一方向不连续地提供在所述分离膜主体的渗透物侧面上，所述第一方向是所述水收集管的 纵向方向，且所述进料侧流路材料具有〇. 15-0. 5 mm的厚度。 (2)根据（1)所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在所述第一方向上的长度 是 100-350 mm。 (3)根据（1)或（2)所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在与所述第一方向垂 直的第二方向上的长度是500-1，700 mm。 (4)根据⑴至⑶中的任一项所述的分离膜元件，其中所述渗透物侧流路材料流 路材料具有0. 12-0. 4 mm的厚度。 (5)根据（1)至（4)中的任一项所述的分离膜元件，其中沿着所述第一方向彼此邻 近的所述渗透物侧流路材料之间的间隔是〇. 2-1. 5 mm。 (6)根据（1)至（5)中的任一项所述的分离膜元件，其中所述进料侧流路材料的厚 度和所述渗透物侧流路材料的厚度的总和是〇. 4-0. 75 mm。 (7)根据（1)至（6)中的任一项所述的分离膜元件，其中所述进料侧流路材料具有 多个彼此交叉的纤维，且在所述第一方向上所述纤维的交点之间的间隔是1. 5-8 mm。 (8)根据（7)所述的分离膜元件，其中所述纤维相对于所述第一方向以20°至 60°或以-60°至-20°倾斜。 (9)根据（1)所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在所述第一方向上的 长度是220-260 mm，所述分离膜主体在与所述第一方向垂直的第二方向上的长度是 1，000-1，700 mm，且所述分离膜主体的块数是1。 (10)根据（1)所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在所述第一方向上的长度 是220-260 mm，所述分离膜主体在与所述第一方向垂直的第二方向上的长度是500-1，000 mm，且所述分离膜主体的块数是2。 (11)根据（1)所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在所述第一方向上的长 度是220-260 mm，所述分离膜主体在与所述第一方向垂直的第二方向上的长度是350-700 mm，且所述分离膜主体的块数是3。 本专利技术的优点 根据本专利技术的分离膜元件，所述分离膜元件中的压力降降低，使得即使在增加分离膜 的负载效率时，也可以充分地发挥分离膜的性能，而不减小每单位膜面积的渗透物的量和 每单位膜面积的渗透物的量，以及可以增加每个分离膜元件的水产生速率。 附图简要说明 图1是分离膜的平面图，所述分离膜具有在所述分离膜的宽度方向不连续地提供的渗 透物侧流路材料。 图2是在图1中描绘的分离膜的横截面视图。 图3的放大透视图显示了分离膜元件的一个实施方案。 图4的放大透视图显示了分离膜对的一个实施方案。 图5是显示进料侧流路材料的一种形式（网）的平面图。 图6是在图5的箭头A-A的方向的横截面视图。 【具体实施方式】 在下面详细描述了 一个用于实现本专利技术的实施方案。 在该描述中，表述X含有Y作为主要组分是指，Y在X中的含量百分比是50重 量％或更多，优选70重量％或更多，更优选80重量％或更多，仍更优选90重量％或更多， 和最优选95重量％或更多。在存在多个来自Y的组分的情况下，如果所述多个组分的总量 满足上述范围，则它可能是足够的。 [1?分离膜] (1-1)概要 分离膜是这样的膜：其能够分离供应至分离膜表面的流体中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离膜元件，其包括：水收集管、具有进料侧面和渗透物侧面的分离膜主体、进料侧流路材料和渗透物侧流路材料，其中所述分离膜主体、所述进料侧流路材料和所述渗透物侧流路材料围绕所述水收集管呈螺旋状缠绕，多个所述渗透物侧流路材料沿着第一方向不连续地提供在所述分离膜主体的渗透物侧面上，所述第一方向是所述水收集管的纵向方向，且所述进料侧流路材料具有0.15‑0.5 mm的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.28 JP 2012-1451601. 一种分离膜元件，其包括：水收集管、具有进料侧面和渗透物侧面的分离膜主体、进 料侧流路材料和渗透物侧流路材料， 其中所述分离膜主体、所述进料侧流路材料和所述渗透物侧流路材料围绕所述水收集 管呈螺旋状缠绕， 多个所述渗透物侧流路材料沿着第一方向不连续地提供在所述分离膜主体的渗透物 侧面上，所述第一方向是所述水收集管的纵向方向，且 所述进料侧流路材料具有0. 15-0. 5mm的厚度。2. 根据权利要求1所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在所述第一方向上的长度 是 100-350mm。3. 根据权利要求1或2所述的分离膜元件，其中所述分离膜主体在与所述第一方向垂 直的第二方向上的长度是500-1，700mm。4. 根据权利要求1-3中的任一项所述的分离膜元件，其中所述渗透物侧流路材料具有 0. 12-0. 4mm的厚度。5. 根据权利要求1-4中的任一项所述的分离膜元件，其中沿着所述第一方向彼此邻近 的所述渗透物侧流路材料之间的间隔是〇. 2-1. 5mm。6. 根据权利要求1-5中的任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本宜记，小岩雅和，山田博之，高木健太朗，广泽洋帆，浜田刚志，木村将弘，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP