本技術涉及膜分離，具體為一種氣體分離膜元件及其組裝裝置。

背景技術：

1、氣體分離是許多重要工業(yè)過程和環(huán)境應用中的關鍵步驟；傳統(tǒng)的氣體分離方法，如吸收、吸附等，存在能耗高、操作復雜和成本昂貴等問題。膜分離法以其高選擇性、低能耗和操作簡便的特點，逐漸成為氣體分離領域的研究熱點；氣體分離膜是通過在選擇性透過膜兩側施加一個推動力，如濃度差、壓力差或溫度差等，將氣體混合物中的目標組分分離出來。氣體分離膜在能源和環(huán)境領域具有廣泛的應用前景，如在天然氣處理中，通過分離高純度的甲烷可以提高天然氣的質量和能量利用效率；此外還可以應用于二氧化碳捕集、氫氣純化和氣體分離回收等領域，為減少溫室氣體排放和資源利用提供支持。

2、氣體分離膜技術的優(yōu)勢在于首先能夠實現(xiàn)更高的氣體選擇性，其分離能力主要依賴于膜材料的化學特性和膜的結構設計；其次相較于傳統(tǒng)的氣體分離技術，氣體分離膜具有更低的能耗，可以降低捕集過程中的成本和能耗；最后氣體分離膜技術具有較強的可擴展性和靈活性，從而實現(xiàn)模塊化工程設計，便于大規(guī)模氣體分離和捕集的工業(yè)應用或分散式安裝。氣體分離膜可以與現(xiàn)有工藝進行集成，也可以設計為獨立的單元，提供系統(tǒng)集成的靈活性；還可以與其他能源技術結合，如膜反應器、氣體透析等，實現(xiàn)能源的高效利用和氣體資源化如二氧化碳的回收利用。

3、然而，高效氣體分離膜系統(tǒng)也存在一些挑戰(zhàn)，例如膜組件的使用壽命低，在氣體分離的過程中由于受到壓力、溫度和化學性質等因素的影響，膜材料可能會發(fā)生老化、破裂或堵塞等問題，這些問題不僅會減少膜組件的使用壽命，還會增加維護和更換成本。然而現(xiàn)有的一些分離膜系統(tǒng)中的膜和安裝組件常采用澆筑等不可拆卸的方式連接，當膜發(fā)生損壞時，需要更換整個膜組件和安裝膜殼，增加了維修時間、更換成本和工業(yè)固廢產(chǎn)生等。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型提供了一種氣體分離膜元件及組裝裝置，可以解決現(xiàn)有的膜元件不便于拆卸維修的技術問題。

2、本申請?zhí)峁┤缦录夹g方案：

3、一種氣體分離膜元件，包括由若干中空纖維膜組成的膜束，以及設置在膜束兩端的連接端頭，連接端頭上設置有貫穿的連接孔，膜束的兩端固定在連接孔內。

4、進一步，連接端頭的周向設置有若干卡凸。

5、進一步，連接端頭上還設置有用于安裝密封圈的環(huán)形槽。

6、有益效果：

7、1、通過在膜束的兩端設置連接端頭，便于將若干中空纖維膜固定成一個整體，形成一個膜元件，以便于后續(xù)將膜元件安裝在膜殼中，組裝成氣體分離膜系統(tǒng)；通過將膜束設計成單個的膜元件，當其中某一部分纖維膜發(fā)生損壞時，只需要更換一個新的膜元件，相比于直接將膜束澆筑在膜殼內，本申請無需更換整個膜組件，更加經(jīng)濟實用，且便于拆裝更換。

8、2、通過在連接端頭周向設置卡凸，便于通過卡凸將膜元件卡接在組裝裝置上，結構簡單，便于拆裝維修更換，降低了維修成本。

9、3、通過在連接端頭上設置環(huán)形槽，使用時將密封圈安裝在環(huán)形槽上，有利于保證連接端頭與組裝裝置連接處的密封性。

10、一種氣體分離膜元件的組裝裝置，用于安裝氣體分離膜元件，包括兩個安裝端頭，兩個安裝端頭之間可拆卸地設置有若干膜元件。

11、有益效果：將膜元件的兩端安裝在兩個安裝端頭上組成膜組件，使用時可以將膜組件安裝在分離器上，且可以根據(jù)需要選擇膜元件的數(shù)量；例如根據(jù)需要分離的氣體流量，增加或減少單個膜元件的數(shù)量以達到理想的膜面積，從而實現(xiàn)多種組合。

12、進一步，每一安裝端頭上均設置有多個安裝孔，每一安裝孔的孔壁上均設置有卡槽，連接端頭上的卡凸插入卡槽內。

13、有益效果：通過將連接端頭插入安裝端頭的安裝孔，且卡凸插入安裝孔內的卡槽內，實現(xiàn)膜元件的組裝，便于拆裝。

14、進一步，卡槽為l型，包括水平槽和豎直槽，卡槽的水平槽沿著安裝孔的周向延伸，卡凸穿過卡槽的豎直槽插入水平槽內。

15、有益效果：設置l型的卡槽，使用時將卡凸穿過卡槽的豎直槽，然后旋轉膜元件，使卡凸插入水平槽內，進一步保證安裝的穩(wěn)定性。

16、進一步，安裝孔上至少一個卡槽的水平槽遠離豎直槽的一端逐漸縮小，所述連接端頭上至少一個卡凸的寬度逐漸縮小，且該卡凸上設置有導向楔形面。

17、有益效果：設置變化尺寸的水平槽和卡凸，有利于進一步提高卡凸與卡槽嵌合的緊密性，提高脹緊效果；在卡凸上設置導向楔形面，可以起到導向的作用，減小旋轉時的阻力。

18、進一步，每一安裝端頭上還設置有通孔，通孔的一端與外界連通，另一端與設置在安裝孔內的膜元件端部連通。通過通孔將待分離氣體通入膜組件中。

19、進一步，還包括兩個端蓋，兩個端蓋與兩個安裝端頭的端部連接，每一端蓋靠近安裝端頭的一側向內凹陷形成空腔，空腔與通孔連通，每一端蓋上還設置有與空腔相連通的導氣孔。

20、有益效果：通過在膜元件安裝端頭的兩個端部設置端蓋，便于密封，使得待分離的混合氣體從導氣孔進入后，沿著若干中空纖維膜內部通過，從而實現(xiàn)氣體分離的目的。

21、本申請的膜元件可拆卸地安裝在組裝裝置上，通過組裝裝置與各種反應器組合成分離膜系統(tǒng)，當膜元件長時間使用發(fā)生損壞后，可以將膜元件從安裝端頭上拆卸下來，更換新的膜元件，安裝端頭和端蓋可以重復使用，減少固廢產(chǎn)生，且相比更換整個膜組件，降低了維修更換成本。

技術特征：

1.一種氣體分離膜元件，其特征在于，包括由若干中空纖維膜組成的膜束，以及設置在膜束兩端的連接端頭，連接端頭上設置有貫穿的連接孔，膜束的兩端固定在連接孔內，所述連接端頭的周向設置有若干卡凸，通過卡凸將膜元件卡接在組裝裝置上。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種氣體分離膜元件，其特征在于：所述連接端頭上還設置有用于安裝密封圈的環(huán)形槽。

3.一種氣體分離膜元件的組裝裝置，用于安裝如權利要求2所述的一種氣體分離膜元件，其特征在于：包括兩個安裝端頭，兩個安裝端頭之間可拆卸地設置有若干膜元件。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種氣體分離膜元件的組裝裝置，其特征在于：每一安裝端頭上均設置有多個安裝孔，每一安裝孔的孔壁上均設置有卡槽，所述連接端頭上的卡凸插入卡槽內。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體分離膜元件的組裝裝置，其特征在于：所述卡槽為l型，包括水平槽和豎直槽，卡槽的水平槽沿著安裝孔的周向延伸，卡凸穿過卡槽的豎直槽插入水平槽內。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種氣體分離膜元件的組裝裝置，其特征在于：所述安裝孔上至少一個卡槽的水平槽遠離豎直槽的一端逐漸縮小，所述連接端頭上至少一個卡凸的寬度逐漸縮小，且該卡凸上設置有導向楔形面。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種氣體分離膜元件的組裝裝置，其特征在于：每一安裝端頭上還設置有通孔，通孔的一端與外界連通，另一端與設置在安裝孔內的膜元件端部連通。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種氣體分離膜元件的組裝裝置，其特征在于：還包括兩個端蓋，兩個端蓋與兩個安裝端頭的端部連接，每一端蓋靠近安裝端頭的一側向內凹陷形成空腔，空腔與通孔連通，每一端蓋上還設置有與空腔相連通的導氣孔。

技術總結
本技術涉及膜分離技術領域，具體為一種氣體分離膜元件及其組裝裝置，包括由若干中空纖維膜組成的膜束，以及設置在膜束兩端的連接端頭，連接端頭上設置有貫穿的連接孔，膜束的兩端固定在連接孔內；還包括兩個安裝端頭，兩個安裝端頭之間可拆卸地設置有若干膜元件。本技術將膜元件可拆卸地安裝在安裝端頭上，可與各種反應器組合成分離膜系統(tǒng)，當膜元件發(fā)生損壞后，可以將膜元件從安裝端頭上拆卸下來，更換新的膜元件，安裝端頭和端蓋可以重復使用，降低了維修更換成本，解決了現(xiàn)有的膜元件不便于拆卸的技術問題。

技術研發(fā)人員：毛華中
受保護的技術使用者：毛華中
技術研發(fā)日：20231215
技術公布日：2024/12/19