反渗透膜生产设备及材料技术分析报告.docx
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反渗透膜生产设备及材料技术分析报告
反渗透膜生产设备及材料技术分析报告
一铸膜技术要求
1.铸膜基本工艺
配制铸膜液
无纺布展卷铸膜凝胶
收卷缺陷检测水洗
1.1展卷
1.1.1
无纺布展卷:
目前行业内铸膜工艺要求不停机换卷。
1.1.2
展卷线速度:
14米/分钟。
1.1.3
换卷方式:
a.
双工位换卷b.
续料架方式。
目前
国内生产厂家多使用双工位换卷,该换卷工艺能满足生产需求,
双工位设备成本比续料架低,故双工位方式性价比略高,推荐使
用。
1.1.4无纺布接布方式:
a.缝合b.胶纸粘接c.焊接。
目
前国内生产厂家均使用胶纸粘接方式,配合双工位换卷可以实现
1
不停机换卷接驳无纺布。
1.2展卷至铸膜过程控制
1.2.1展卷后张力控制系统:
动态控制张力系统,以此实
现展卷卷径变化引起的张力变化。
1.2.2展卷后测厚系统:
反渗透换卷接驳后会引起卷厚变
化,影响铸膜质量,因此需要增设测厚系统。
该测厚系统是自动
化控制。
1.3铸膜工艺
1.3.1铸膜方式:
a.刮涂式涂布b.狭缝式涂布c.网纹滚涂
布。
目前国内膜制造厂家多使用刮涂式涂布,国外厂家目前均使
用狭缝式涂布方式,该方式较刮涂方式计量涂布量精准,厚度控
制均匀,过涂现象(铸膜液浸透无纺布)减少。
推荐使用此狭缝
式涂布方式。
网纹滚涂布虽计量更为精准,但价格较高不推荐。
1.3.2铸膜液的配制:
配制铸膜液要精确称量聚砜、二甲基甲酰胺、以及其他添加剂和改性剂,严格控制配制时间和温度,铸膜前脱气。
1.3.3铸膜厚度:
通过铸膜液的涂布量控制。
大多数反渗透膜聚砜支撑层厚度约为40μm。
1.4铸膜至凝胶过程工艺
1.4.1铸膜后环境仓:
铸膜后铸膜液附着于无纺布后,铸膜液需要一定时间浸入无纺布层,因此为防止铸膜液过早硬化需要在凝胶前进入环境仓,环境仓存在一定浓度N2(浓度和停留时间
2
需要根据工艺确定),确保铸膜液正确浸入无纺布(浸入深度1/2-
1/3)。
1.4.2铸膜至凝胶槽进入角度:
铸膜后的无纺布定时经过
环境仓充分浸入无纺布后,需要以正确的角度进入凝胶槽,以此
确保铸膜表面物理性能。
机械设备设计角度(10度-45度),实
际角度需要根据恩理公司工艺调整确认。
1.5凝胶工艺
1.5.1铸膜后铸膜液正确浸入无纺布后经过凝胶槽凝固形
成均厚的聚砜超滤层,同无纺一同形成有效支撑层基膜。
1.5.2凝胶工艺参数确定:
影响凝胶效果的主要因素有:
无
纺布速度、凝胶温度、铸膜液粘度、铸膜液性质、聚砜层厚度、
铸膜液浸入无纺布的厚度、凝胶槽水溶液性质等。
铸膜过程中涂
布方式、环境仓、入水角度以及其它因素累积产生的误差,可在
此步工艺进行消化和削弱。
此凝胶工艺是制取聚砜支撑层的关键
步骤。
凝胶温度:
国内目前凝胶温度多数10℃,但东丽公司凝胶温
度约20℃)
1.5.3转动部分:
推荐使用无油陶瓷轴承,该转动轴承有转
动摩擦系统小,不污染膜面和耐用性强等特点,平均使用寿命均
在三年以上。
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1.6凝胶至水洗过程工艺
1.6.1基膜出凝胶槽膜面带水控制:
a.气刀b.橡胶压
辊。
建议使用气刀,维护简单,使用方便,同时有利于凝胶后基
膜膜面的保护。
橡胶压辊不但在使用中需要校验同基膜接触高度,
且在长期使用后会造成辊面磨损,破坏基膜膜面,还需要外协定
期磨制、修平。
1.6.2过程张力控制:
自动张力检测系统,检测经过上述
过程张力损失、不均等问题,补偿张力损失和不均引起的打皱、
起皱现象。
1.7水洗
1.7.1水洗箱的长度:
由多个水洗箱串连而成,分单元制
做有利于张力控制,水洗液的梯级利用等。
根据铸膜水洗时间、无纺布速度计算得出。
1.7.2水洗箱的作用:
去除铸膜中多余DMF(二甲基甲酰
胺)
1.7.3水洗箱材质选择:
国内外多数制造商选用不锈钢材质制造(内侧无涂覆层)。
1.7.4
水箱导辊:
单个水箱一般为
23根导辊,箱口侧12
根导辊,水侧11根,各导辊平行度误差2
丝内。
容布量约22米。
1.7.5
基膜出水洗箱膜面带水控制:
a.气刀
b.橡胶压
辊。
建议使用气刀,维护简单,使用方便,同时有利于凝胶后基
膜膜面的保护。
橡胶压辊不但在使用中需要校验同基膜接触高度,
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且在长期使用后会造成辊面磨损,基膜膜面,并需要外协定期磨
制、修平。
1.7.6基膜进水洗箱膜面张力控制:
自动张力检测系统,检测经过上述过程张力损失、不均等问题,补偿张力损失和不均引起的打皱、起皱现象。
1.7.7水洗箱水洗液的体外循环:
为设置水箱外过滤装置,
过滤去除水洗液中的杂质,实现水循环利用。
1.7.8水洗箱水洗液的梯级利用:
水洗箱补水由最后一个
水箱开始,方便实现水洗液的补充及利用效率。
1.8缺陷检测系统
1.8.1在线的缺陷检测系统:
能在线检测基膜面是否存在缺
陷。
1.9收卷
1.9.1收卷后张力控制系统:
动态控制张力系统,以此实现
收卷卷径变化引起的引力变化,使收卷对齐、平整、不起皱。
1.9.2双工位收卷:
目前国内生产厂家多使用双工位换卷,
该换卷工艺能满足生产需求,推荐使用。
2.铸膜主要原材料
2.1无纺布
2.1.1无纺布:
推荐使用湿法工艺的无纺布,该无纺布铸膜
平面无毛刺。
克重影响膜片强度,透气度决定了涂覆聚砜层粘结
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是否牢固和聚砜渗透到无纺布的厚度。
2.1.2无纺布品牌:
目前日本帝人生产的无纺布占据反渗透
膜制造用布量90%的市场份额。
2.1.3无纺布选择:
E055904-74(适用苦咸水反渗透膜的制造)
E055100-85(适用海水淡化反渗透膜的制造)
2.2聚砜
2.2.1聚砜品牌:
a.比利时苏威b.巴斯夫
2.2.2聚砜市场:
目前生产反渗透厂家均仅用以上二种品牌,
其中苏威市场占有率约80%。
巴斯夫市场占有率20%。
2.2.3恩理公司工艺要求用苏威merry-8聚砜。
2.3DMF
2.3.1DMF(二甲基酰胺),用于溶解聚砜,配制铸膜液。
二涂膜技术要求
1.涂膜基本工艺
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基膜展卷胺液槽酰氯槽
二段烘箱水洗一段烘箱
膜片收卷
1.1基膜展卷
1.1.1基膜展卷:
目前行业基膜展卷须停机换卷,不能实
现双工位自动换卷。
1.1.2换卷方式:
手动停机换卷。
1.1.3无纺布接布方式:
a.缝合b.焊接经过铸膜工艺后于
无纺布已形成聚砜层,若使用粘结会出现断布现象,目前各生产
厂商仍为停机接布。
保证涂膜过程不断布。
1.1.4展卷线速度:
9米/分钟。
1.2基膜涂膜过程
1.2.1胺液涂膜:
基膜经过间苯二胺MPDA或对苯二胺PDA
溶液槽在基膜聚砜层表面涂覆胺液层,涂覆时间0.2-15秒种,
使胺液保持于基膜聚砜孔内,并去除多余的胺液。
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1.2.2酰氯涂膜:
经过上述胺液的基膜再经过正庚烷溶解
的均苯三甲酰氯(TMC)溶剂,使胺液同酰氯溶注液发生间面反
应,开始生成脱盐层。
1.3一段烘箱
1.3.1连续经过三段温度不同变化的区域,使脱盐层更加
致密。
烘箱温度需要根据配方不同做出相应调整。
1.3.2烘箱:
a.气浮式b.隧道式
1.3.3烘箱选择:
由于界面反应在此段过程中发生,目前
膜制造商均选用气浮式烘箱,气浮式箱在烘制膜面时,不会接触
膜面,对膜面损伤最小。
建议使用此类烘箱。
1.3.4烘箱加热方式:
a.蒸汽加热b.天燃气c.热
油
d.电加热。
由于天燃气直接加热,生产厂房将须要设计为甲类厂房,
成本代价过高,建议使用天燃气锅炉间接加热。
1.4水洗(低温区)
1.4.1水洗区作用:
清洗膜片,去除多余的溶液,对膜表面
进行改性。
1.4.2水洗区溶液配制:
根据制膜配方不同需要做相应调整。
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1.5二段烘箱
1.5.1
经水洗清洁、改性后经过此段烘箱制得合格的反渗透
膜片。
1.5.2
烘箱温度需要根据配方不同做出相应调整。
1.5.3
烘箱:
a.气浮式b.隧道式
1.5.4
烘箱选择:
反渗透膜片基本制备完成,目前膜制造商
均选用气浮式烘箱,气浮式箱在烘制膜面时,不会接触膜面脱盐层,对膜面损伤最小。
建议使用此类烘箱。
1.5.5烘箱加热方式:
a.蒸汽加热b.天燃气c.热油
d.电加热。
由于天燃气直接加热,生产厂房将须要设计为甲类厂房,成
本代价过高,建议使用天燃气锅炉间接加热。
1.6收卷
收卷后张力控制系统:
动态控制张力系统,以此实现收卷径
变化引起的引力变化,使收卷对齐、平整、不起皱。
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2.铸膜主要原材料
2.1TMC(均苯三甲酰氯)
2.2MPDA(间苯二胺)
2.3PDA(对苯二胺)
2.4正庚烷
三卷膜技术要求
1.卷膜基本工艺
切膜、格网焊接打胶
玻璃丝缠绕切边卷制
烘干增加端盖组件检测
入库包装
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1.1切膜
功能:
自动切膜片和格网,同时将格网和膜片用超声波焊接成
信封状。
1.2卷膜涂胶机
功能:
在格网里面铺上已焊接好的膜片,在每层的浓水格网
端涂胶。
在卷膜需要两个人工操作。
每台机器每天8个小时能完
成20-22个组件。
1.3切边
功能:
对卷好的膜组件进行标准长度的切割。
1.4玻璃丝缠绕打胶
功能:
在绕玻璃纤丝之前需要用胶带对膜进行卷绕和涂胶固
定,固定好后再绕玻璃纤丝,打胶。
1.5增加端盖
功能:
制备组件。
1.6烘干
功能:
烘干胶水和多余保护液,烘干时间2-3小时,不超过
45度。
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1.7组件检测
功能:
检测制得成品反渗透膜组件各项指标是否达到设计
要求。
在规定的检测条件下检测膜元件的脱盐率和通量。
1.8包装
1.9成品入库
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