[发明专利]一种基于卷式膜组件的气体分离器

说明书

本发明涉及气体分离膜技术领域，具体公开了一种基于卷式膜组件的气体分离器，包括膜体，所述膜体包括集气管和缠绕在集气管上的分离膜，所述集气管上开设有透气孔；所述膜体两端分别连接有封头，所述封头的中部设有通道，所述集气管从通道内伸出封头；所述通道远离分离膜的一端与集气管之间设有密封圈，所述通道靠近分离膜的一端与集气管之间设有环空的气道，所述封头上设有与气道连通的接口。本发明专门用于安装气体分离膜，解决了目前市场的空缺，装配后内部具有更好的密封性，同时还避免密封圈损坏时将已经制备好的渗透气污染的问题，另外因为省去了膜壳，所以在降低成本的同时，大大提升了现场装配效率。

技术领域

本发明涉及气体分离膜技术领域，具体涉及一种基于卷式膜组件的气体分离器。

背景技术

“碳达峰”、“碳中和”的目标日益临近，但是市场上CO2捕集仍已胺吸收法为主，膜法技术作为新一代的CO2捕集技术，虽然克服了胺吸收法能耗高、溶剂污染等问题，但是仍未得到大规模的推广，这主要是因为膜法技术在现场应用方面存在仍一些缺陷，本发明有效地消除了针对现有的缺陷。

卷式气体分离膜在安装时并没有专属的设备和方案，一般借鉴使用水处理反渗透膜的安装方式，将膜组件放在膜壳里，通过膜壳连接进料气，经分离膜分离成渗透气和截留气，借鉴使用水处理反渗透膜的安装方式如图1所示，包括膜体、套在膜体外的膜筒5、以及安装在膜筒5两端的端盖1，膜体是由中心管7和缠绕在中心管7上的气体分离膜6组成，例如中国发明专利，专利号为CN201780066022.X公开的气体分离膜、气体分离膜元件及气体分离方法；

在借鉴水处理反渗透膜的安装方式装配时，端盖1的中孔和中心管7的管口之间设有一道O型密封圈4，膜体的外壁与膜壳5之间设有一道Y型密封圈3，端盖1的外壁上设有气孔2，生产用进料气由一侧端盖1上的气孔2进入，进料气中能够渗透过气体分离膜6的渗透气经中心管6排出收集，不能够渗透过气体分离膜6的截留气由另一侧端盖上的气孔1排出；

其中，Y型密封圈3的工作原理，决定了只有Y型密封圈3前后压差足够大，Y型密封圈3才能被撑开进入工作状态。RO膜制水时，Y型密封圈3的压差较大，而二氧化碳捕集膜，工作压力只有0.5Mpa左右，前后压差较小，则Y型密封圈3不能隔绝、密封进料气和截留气之间的膜体外部通道，导致密封失效。更重要的是，这种泄漏很难检测，无法确切判断是膜组件的气体分离性能不良，还是内部泄漏。

当O型密封圈4装配不当，或者O型密封圈4老化损坏时，进料气则会从膜体前端直接进入中心管内，将已经制备好的渗透气污染。

另外，工业现场使用的水处理反渗透RO膜的工作压力在1.5Mpa左右，必须要放置于能承压的膜壳内使用，而CO2气体分离膜的工作压力仅0.5 Mpa左右，仍然使用水处理反渗透RO膜的现场应用结构，即卷式膜组件+膜壳，导致了膜壳成本的浪费和现场装配效率的低下。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供了一种基于卷式膜组件的气体分离器，其专门用于安装气体分离膜，解决了目前市场的空缺，装配后内部具有更好的密封性，同时还避免密封圈损坏时将已经制备好的渗透气污染。

另外，该发明充分运用了卷式膜组件卷制工艺的最后一步工序，即用浸胶的玻璃纤维缠绕膜体外周，在不增加工序，仅增加两个封头成本的前提下省去了膜壳。实现了在降低成本的同时，大大提升了现场装配效率的效果。

本发明的技术方案是：

一种基于卷式膜组件的气体分离器，包括膜体，所述膜体包括集气管和缠绕在集气管上的分离膜，所述集气管上开设有透气孔；

所述膜体两端分别连接有封头，所述封头的中部设有通道，所述集气管从通道内伸出封头；

所述通道远离分离膜的一端与集气管之间设有密封圈，所述通道靠近分离膜的一端与集气管之间设有环空的气道，所述封头上设有与气道连通的接口。