螺旋卷膜式反應(yīng)器膜分離設(shè)備選用原則

目前國內(nèi)膜設(shè)備生產(chǎn)廠家很多，總體技術(shù)水平上與國外相比有差距，高質(zhì)量核心部件仍依賴進(jìn)口，但在常規(guī)生產(chǎn)領(lǐng)域，國產(chǎn)膜設(shè)備發(fā)揮了主要作用，在選擇時(shí)應(yīng)主要從以下方面考慮。

1）經(jīng)濟(jì)因素。膜的制造水平?jīng)Q定了膜的價(jià)格。從制造技術(shù)上來講，高質(zhì)量膜往往伴隨著較高的價(jià)格，要根據(jù)不同分離目的選擇合適的經(jīng)濟(jì)型膜設(shè)備。

2）物料的特性。要了解被分離料液的性質(zhì)，選擇不同的膜設(shè)備，平面膜、管式膜、中空纖維膜還是其他類型的膜件。

3）膜設(shè)備的特性。①是否具備較高的熱穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度；②膜的截留范圍，主要技術(shù)指標(biāo)截留率大小，特定組分的截留率主要受料液共存組分、膜材和操作條件的影響；③膜的通透性，濃差極化趨勢，結(jié)構(gòu)，使用周期長短等。

4）膜設(shè)備的使用維護(hù)情況。5）日常管理是否方便及容易清凈，動(dòng)力消耗，輔助設(shè)備多少等 。

工業(yè)上將膜以某種形式組裝在一個(gè)封閉器件內(nèi)，這種器件稱為膜分離器或膜組件。膜的材料種類很多，膜分離設(shè)備則有平面膜、管式膜、中空纖維膜和卷式膜等。

一件良好的膜分離設(shè)備應(yīng)具備以下條件：

1）單位體積中所含膜面積較大。

2）膜面切向速度快，以減少濃差極化。

3）膜的清洗更換方便，造價(jià)低，截留率高。

4）具有可靠的膜支撐裝置，膜濾液保留體積小。

膜分離現(xiàn)象在200多年前即出現(xiàn)，但作為一種工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)是近幾十年才得以實(shí)現(xiàn)，成為一種新興的、高效的分離、濃縮提純及凈化技術(shù)，獲得了極為迅速的發(fā)展，形成獨(dú)特的新興高科技產(chǎn)業(yè)，在醫(yī)藥、化工、水加工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品工業(yè)、生物工程等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。下面選擇幾種常用的膜分離設(shè)備介紹。

螺旋卷膜式反應(yīng)器平板式膜反應(yīng)器

平板式膜分離器結(jié)構(gòu)上類似于板框式過濾機(jī)，濾膜復(fù)合在剛性多孔支撐板上，支撐材料為不銹鋼多孔篩板，或微孔玻璃纖維壓板。待濾液進(jìn)入系統(tǒng)后，沿隔板表面上的溝槽流動(dòng)，一部分從膜的一面滲透到膜的另一面，并經(jīng)支撐板上的小孔流向其邊緣上的導(dǎo)流管后排出。板式膜在超濾、微濾、反滲透、電滲析、滲透汽化中都有應(yīng)用。

螺旋卷膜式反應(yīng)器管式膜反應(yīng)器

管式膜過濾器是最早使用的一種膜設(shè)備，分為單管式和管束式，適用于超濾、微濾等膜分離技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)：1）流道寬，料液在管內(nèi)湍流流動(dòng)，對(duì)料液的預(yù)處理精度要求低；2）易于清洗，除可用化學(xué)試劑清洗外，還可以用機(jī)械方法進(jìn)行清洗；3）組件的壓力損失小，因此其流道長，過濾效率相對(duì)可以提高。管式膜液流的流動(dòng)方式有管內(nèi)流和管外流，因單管和管外流式的湍動(dòng)性能較差，目前趨向采用管束式內(nèi)流膜過濾設(shè)備，其外形類似于列管式換熱器。管式膜現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用在電泳漆涂裝生產(chǎn)線、果汁澄清、大豆蛋白濃縮及污水處理等，目前國內(nèi)生產(chǎn)和使用的管式膜多為聚偏氟乙烯（PVDF）膜和聚砜（PS）膜。

螺旋卷膜式反應(yīng)器中空纖維膜反應(yīng)器

為進(jìn)一步增大膜分離器單位體積膜面積，中空纖維膜分離器采用空心纖維管狀膜，纖維外徑多為40~250μm，大的可達(dá)1mm以上，外徑與內(nèi)徑比為2∶1~4∶1左右，用環(huán)氧樹脂將許多中空纖維的兩端膠合在一起，結(jié)構(gòu)上類似管殼式換熱器。料液的流向有兩種形式，一種是內(nèi)壓式，即料液從空心纖維管內(nèi)流過，透過液經(jīng)纖維管膜流出管外。另一種為外壓式，料液從一端經(jīng)分布管在纖維管外流動(dòng)，透過液則從纖維管內(nèi)流出。

螺旋卷膜式反應(yīng)器螺旋卷式膜反應(yīng)器

螺旋卷式裝置主要是螺旋卷膜，由美國一公司1964年開發(fā)研制出來。螺旋卷式裝置的主要元件是螺旋卷膜，它是將膜、支撐材料、膜間隔材料依次疊好，圍繞一中心管卷緊即成一個(gè)膜組，若干膜組順次連接裝入外殼內(nèi)。操作時(shí)，料液在膜表面通過間隔材料沿軸向流動(dòng)，而透過液則沿螺旋形流向中心管。中心管可用銅、不銹鋼或聚氯乙烯管制成，管上鉆小孔，透過液側(cè)的支撐材料采用玻璃微粒層，兩面襯以微孔滌綸布，間隔材料應(yīng)考慮減少濃差極化及降低壓力降 。2100433B

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，反應(yīng)體積得到充分利用。缺點(diǎn)是只適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較小、反應(yīng)溫度允許波動(dòng)范圍較寬的場合。多段絕熱式反應(yīng)器與單段絕熱式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相似，只是增加了分段及段間反應(yīng)物料的換熱，能在一定程度上調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度。根據(jù)換熱要求可以在反應(yīng)器外另設(shè)換熱器，也可在反應(yīng)器內(nèi)各段之間設(shè)置換熱構(gòu)件。

pfr也稱推流式反應(yīng)器，是一種長方形的非完全混合式反應(yīng)器。

外文名

pfr

全稱

Plug Flow Reactor

塞流式反應(yīng)器(Plug Flow Reactor，簡稱PFR)，高濃度懸浮固體發(fā)酵原料從一端進(jìn)入，從另一端排出。 　優(yōu)點(diǎn)：1不需要攪拌，池形結(jié)構(gòu)簡單，能耗低；2適用于高SS廢水的處理，尤其適用于牛糞的厭氧消化，用于農(nóng)場有較好的經(jīng)濟(jì)效益；3運(yùn)行方便，故障少，穩(wěn)定性高。 　缺點(diǎn)：1固體物容易沉淀于池底，影響反應(yīng)器的有效體積，使HRT和SRT降低，效率較低；2需要固體和微生物的回流作為接種物；3因該反應(yīng)器面積/體積比較大，反應(yīng)器內(nèi)難以保持一致的溫度；4易產(chǎn)生厚的結(jié)殼。2100433B