內循環膜系統的制作方法

本實用新型涉及膜分離技術領域，尤其是一種內循環膜系統。

背景技術：

膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。

如圖1所示，傳統的膜分離采用的為外循環膜系統，該外循環膜系統采用原料罐1與原料泵2連通，原料泵2與過濾器3連通，過濾器3與增壓泵4連通，增壓泵4與膜分離組件6連通，膜分離組件6的濃相出口與原料罐1連通，原料液從原料罐1經過膜分離組件6的濃縮、分離，濃縮液重新返回原料罐1，往復進行，形成外循環，該膜系統存在的缺陷是濃縮比不可以調節，需要將濃相返回到原料罐1，原料罐1濃度逐漸提高，膜的運行壓力、壓差也逐漸提高，需要不斷調整閥門，而且到后期由于原料罐1濃度很容易過高，導致膜的壽命較短，為保證膜內的流速選用的增壓泵4其流量、揚程及功率均需較大，耗電量大，成本高。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：為了解決現有技術中外循環膜系統的濃縮比不可調及泵的選用規格高，耗電量大的問題，現提供一種內循環膜系統，該系統通過在原有外循環系統的基礎上簡單優化，實現濃縮比可調，穩定的操作運行，提高了膜分離組件的使用壽命，節約電能。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種內循環膜系統，包括原料罐、過濾器、原料泵、增壓泵、循環泵及膜分離組件，所述原料罐的出口通過出料管與原料泵的進口連通，所述原料泵的出口通過外接管路與過濾器的進口連通，所述過濾器的出口通過外接管路與增壓泵的進口連通，所述增壓泵的出口通過連接管路與循環泵的進口連通，所述循環泵的出口通過外接管路與膜分離組件的進口連通；

所述膜分離組件上具有濃相出口和淡相出口，所述膜分離組件的濃相出口與連接管路之間通過循環管道連通，所述循環管道上連通有濃相收集管，所述濃相收集管上串聯有流量控制閥。

為了便于檢測膜分離組件經過濃相收集管的流量，進一步地，所述濃相收集管上串聯有第一流量計。

進一步地，所述濃相收集管的遠離循環管道的一端連通有濃相收集支管和濃相返回支管，所述濃相返回支管遠離濃相收集管的一端連通有清洗釜，所述清洗釜的底部與出料管之間通過外接管路連通。

進一步地，所述膜分離組件的淡相出口連通有淡相收集管，所述淡相收集管遠離所述淡相出口的一端連通有淡相收集支管和淡相返回支管，所述淡相返回支管與所述清洗釜連通。

為了便于檢測膜分離組件的淡相流量，進一步地，所述淡相收集管上串聯有第二流量計。

進一步地，所述膜分離組件包括膜管及設置在膜管內的膜芯。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的內循環膜系統與傳統的外循環膜系統相比增加了一臺循環泵及一條循環管道，保證內部循環速度的同時，提高了原料液濃縮、分離的效率；另外調節流量控制閥可以實時調節濃縮比，由于該系統的運行壓力由增壓泵提供，保證膜分離組件內有較高的滲透壓，膜分離組件內的流速由循環泵提供，循環泵只需較小的壓力，在相同的濃縮比小可節約電能，濃縮比越大，節約的電能越大，本實用新型具有占地少，成本低及連續操作性強的優點。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是外循環膜系統的示意圖；

圖2是本實用新型內循環膜系統的示意圖。

圖中：1、原料罐，2、原料泵,3、過濾器,4、增壓泵,5、循環泵，6、膜分離組件，61、膜管，62、膜芯，7、出料管，8、連接管路，9、循環管道，10、濃相收集管，10-1、濃相收集支管，10-2、濃相返回支管，11、流量控制閥，12、第一流量計，13、清洗釜，14、淡相收集管，14-1、淡相收集支管，14-2、淡相返回支管，15、第二流量計。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成，方向和參照(例如，上、下、左、右、等等)可以僅用于幫助對附圖中的特征的描述。因此，并非在限制性意義上采用以下具體實施方式，并且僅僅由所附權利要求及其等同形式來限定所請求保護的主題的范圍。

實施例1

如圖2所示，一種內循環膜系統，包括原料罐1、過濾器3、原料泵2、增壓泵4、循環泵5及膜分離組件6，原料罐1的出口通過出料管7與原料泵2的進口連通，原料泵2的出口通過外接管路與過濾器3的進口連通，過濾器3的出口通過外接管路與增壓泵4的進口連通，增壓泵4的出口通過連接管路8與循環泵5的進口連通，循環泵5的出口通過外接管路與膜分離組件6的進口連通；

膜分離組件6上具有濃相出口和淡相出口，膜分離組件6的濃相出口與連接管路8之間通過循環管道9連通，循環管道9上連通有濃相收集管10，濃相收集管10上串聯有流量控制閥11。

濃相收集管10上串聯有第一流量計12，濃相收集管10的遠離循環管道9的一端連通有濃相收集支管10-1和濃相返回支管10-2，濃相返回支管10-2遠離濃相收集管10的一端連通有清洗釜13)，清洗釜13的底部與出料管7之間通過外接管路連通，膜分離組件6的淡相出口連通有淡相收集管14，淡相收集管14遠離淡相出口的一端連通有淡相收集支管14-1和淡相返回支管14-2，淡相返回支管14-2與清洗釜13連通，淡相收集管14上串聯有第二流量計15，膜分離組件6包括膜管6及設置在膜管61內的膜芯62，對不同大小分子量的物料膜芯62可選用微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜或者組合實用，實際生產中，需要根據實驗驗證，選用最佳的膜種類，保證最佳的分離效率、流通量。

清洗釜13設置的目的是為了清洗整個內循環膜系統，具體過程如下：當原料過膜結束時，向清洗釜13內加清洗劑，濃相收集濃相收集支管10-1關閉，淡相淡相收集支管14-1關閉，濃相和淡相分別通過濃相返回支管10-2及淡相返回支管14-2返回清洗釜13，循環使用，讓其在膜系統內循環，清洗液里面含有藥劑等可以循環使用，洗凈膜系統。

本實用新型的內循環膜系統的工作原理如下：

原料液泵入原料罐1，調節原料液的PH值和控制一定的溫度；

原料泵2從原料罐1中抽取原料液進入過濾器3過濾，過濾其中的雜質；

經過過濾器3過濾后的原料液經增壓泵4的增壓通過連接管路8輸送至循環泵5，循環泵5控制膜分離組件6內的流速；

循環泵5將原料液抽取至膜分離組件6進行濃縮、分離，原料液中被分離的淡相液體進入淡相收集管14，淡相收集管14中的淡相液體可經過淡相收集支管14-1直接收集，也可以經過淡相返回支管14-2返回進清洗釜13；原料液中被分離的濃相液體進入循環管道9，循環管道9中的濃相液體一部分進入濃相收集管10，另一部分進入連接管路8由循環泵5抽取至再次經過膜分離組件6的濃縮、分離，根據所需收集的原料液濃縮比，控制濃相收集管10上的流量控制閥11改變濃相收集管10中的流量，實現所需收集的原料液濃縮比的控制，濃相收集管10中的濃縮液體可以經濃相收集支管10-1直接收集，也可以經過濃相返回支管10-2返回進清洗釜13，其中，循環管道9中的濃相液體進入連接管路8中與連接管路8中的原料液一并被循環泵5泵入膜分離組件6中進行濃縮分離，構成內循環，通過流量控制閥11去控制，關小閥門，濃相收集量少，其余濃相會返回循環泵5再次過膜分離組件6。

該內循環膜系統目前在石油、化工、中藥、西藥行業均有成功的應用經驗，適用用對種物料的分離、濃縮和提純，配備自控系統，用于控制流量、壓力及溫度。保證運行穩定，在線檢測、清洗方便，出現故障及時報警，現場操作簡單。另外由于系統可靠性好，膜分離組件6的使用壽命可以達到3年以上，膜分離組件6的維修也較為簡單。

以傳統的外循環膜系統與本實用新型的內循環膜系統為示例，如需分離或濃縮料液濃縮比為10倍，產能為濃相液0.1立方米/小時，淡相液為0.9立方米/小時，分離壓力需2.5MPa，則：

內循環膜系統的泵配置為：原料泵2，1立方米/小時，30米揚程，0.55KW；增壓泵4，1立方米/小時，220米揚程，3KW；循環泵5，10-20立方米/小時，15米揚程，2.2KW；

外循環膜系統的泵配置為：原料泵2，15立方米/小時，30米揚程，4KW；增壓泵4，15立方米/小時，220米揚程，22KW；

兩者的裝機總功率分別為5.75KW和26KW，濃縮倍數越高，兩者總功率相差越大。

經過上述分析，通過在膜分離組件6的進口與增壓泵4之間增加一相對較小功率的循環泵5，循環泵5與增壓泵4之間通過連接管路8連通，膜分離組件6的濃相出口與連接管路8之間增加一循環管道9，構成原料液的內循環，該變動結構簡單，成本低，但是卻節約了大量的電能，其而實現了原料液的濃縮比可調，提高了膜分離組件6的使用壽命。

上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。