申请/专利权人：株式会社LG化学

申请日：2016-07-26

公开（公告）日：2020-10-23

公开（公告）号：CN107921368B

主分类号：B01D61/02(20060101)

分类号：B01D61/02(20060101);B01D61/10(20060101);B01D61/08(20060101);C02F1/44(20060101)

优先权：["20150930 KR 10-2015-0137812","20160725 KR 10-2016-0094188"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.23#授权;2018.05.11#实质审查的生效;2018.04.17#公开

摘要：本发明涉及一种包括改进的供给间隔件的反渗透过滤模块，以及涉及一种包括改进的供给间隔件的反渗透过滤模块，该模块间隔件在第一组丝与第二组丝交叉的端点区域中具有不对称直径，从而通过增加流动路径的截面面积降低压差，并且通过产生涡流减轻浓差极化。

主权项：1.一种反渗透过滤模块，包括：管，所述管包括沿纵向方向接纳可渗透液体的开口；一个或更多个反渗透膜，所述一个或更多个反渗透膜从所述管向外延伸并且卷绕在所述管周围；以及供给间隔件，所述供给间隔件接触所述一个或更多个反渗透膜并且卷绕在所述管周围，其中所述供给间隔件被配置成使得第一组平行丝与第二组平行丝相交，所述第一组丝中的一根或更多根或者所述第二组丝中的一根或更多根在所述第一组丝与所述第二组丝相交的交叉区域中具有形成为丝的外表面的部分区域向外突出的不对称直径，以及其中所述不对称直径被制成使得所述丝的一侧相对于原水的流动方向向外突出，而所述丝的另一侧保持原样。

全文数据：反渗透过滤模块技术领域[0001]本说明书要求于2015年9月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0137812号和于2016年7月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0094188号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文作为本说明书的一部分。[0002]本发明涉及一种包括改进的供给间隔件的反渗透过滤模块，并且特别地，涉及一种包括改进的供给间隔件的反渗透过滤模块，所述改进的供给间隔件在第一组丝与第二组丝相交的交叉区域中具有不对称直径，从而通过增加流动路径的截面面积降低压差，并且通过产生渦流swirlflow减轻浓差极化。背景技术[0003]全球变暖引起的缺水问题正在全球恶化，因此确保替代水资源的净水技术备受关注。[0004]因此，使用反渗透膜其是利用替代水资源例如海水脱盐、水重复利用等的下一代水厂的关键技术的水处理工艺有望在工业用水市场占主导地位。[0005]通过反渗透膜制成的反渗透膜可渗透水变成纯水或非常接近纯水的水，并且被用于多种领域，例如与医用无菌水、人工透析用净化水或电子领域制造半导体用水相关的领域。[0006]在此，反渗透是指这样的现象，其中当具有不同浓度的两种溶液被半透膜隔开后已经过预定的时间段时，在低浓度的溶液移动到高浓度的溶液时，产生预定的水位差。此夕卜，在该过程期间产生的水位差是指反渗透压。通过利用该原理仅允许水分子穿过半透膜来净化水的装置被称为反渗透设备，用于该反渗透设施的半透膜为反渗透过滤模块。[0007]反渗透过滤模块包括中心管、供给间隔件、反渗透RO膜和经编针织物tricot渗水通道。[0008]在这些组件中，供给间隔件用作原水rawwater被引入通过的通道。当通过供给间隔件引入原水时，由于原水的流动受到供给间隔件阻碍而产生压差，这导致能量成本增加，因此，压差越低，反渗透过滤模块的效率越高。[0009]同时，由于水渗透通量，在反渗透膜的附近不可避免地出现浓差极化现象，并且随着浓差极化现象恶化，反渗透膜附近的渗透压增加，导致水渗透性劣化。[0010]就此而言，需要一种能够通过减少压差的发生并减轻浓差极化现象来提高反渗透过滤模块的效率的供给间隔件。发明内容[0011]技术问题[0012]本发明的目的是提供一种包括改进的供给间隔件的反渗透过滤模块，所述改进的供给间隔件在第一组丝与第二组丝相交的交叉区域具有不对称直径，从而通过增加流动路径的截面面积降低压差，并且通过产生涡流减轻浓差极化。[0013]技术方案[0014]根据本发明的反渗透过滤模块包括:管，所述管包括沿纵向方向接纳可渗透液体的开口；一个或更多个反渗透膜，所述一个或更多个反渗透膜从管向外延伸并且卷绕在管周围；以及供给间隔件，所述供给间隔件接触一个或更多个反渗透膜并且卷绕在管周围，其中所述供给间隔件被配置成使得第一组平行丝与第二组平行丝相交，并且第一组丝中的一根或更多根或者第二组丝中的一根或更多根在第一组丝与第二组丝相交的交叉区域中具有形成为丝的外表面的部分区域向外突出的不对称直径。[0015]特别地，交叉区域相对于供给间隔件的网格长度的比率可以为0.2至0.4。[0016]特别地，交叉区域的细线化参数thinningparameter可以为1.2或更大，更特别地1.3或更大。[0017]特别地，不对称直径可以被制成使得丝的一侧相对于原水的流动方向向外突出，而丝的另一侧保持原样。[0018]有益效果[0019]根据本发明，反渗透过滤模块被设计成在第一组丝与第二组丝相交的交叉区域中具有不对称直径，因此，可以通过增加流动路径的截面面积降低压差，并且通过产生涡流减轻浓差极化。[0020]此外，在上述效果下，可以进一步提高反渗透过滤模块的效率。附图说明[0021]图1为根据本发明的一个示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的透视图。[0022]图2a、⑹和c为相关技术中用于反渗透过滤模块的供给间隔件的示意图。[0023]图3为用于根据本发明的示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的供给间隔件的透视图。[0024]图4a和b为用于根据本发明的示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的供给间隔件的正视图和截面侧视图。具体实施方式[0025]在下文中，将参照附图描述根据本发明的反渗透过滤模块的一个示例性实施方案。在此，为了描述的清楚和方便，附图中所示的线的粗细、构成元件的尺寸等可能被放大。此外，在以下描述中使用的术语是考虑到在本发明中的功能来限定的，并且可以根据用户或操作者的意图或惯例而改变。因此，术语的限定应基于本说明书的整体内容进行。[0026]〈反渗透过滤模块〉[0027]图1为根据本发明的一个示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的透视图，图2a、（b和c为相关技术中用于反渗透过滤模块的供给间隔件的示意图，图3为用于根据本发明的示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的供给间隔件的透视图，以及图4a和b为用于根据本发明的示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100的供给间隔件的正视图和截面侧视图。[0028]在下文中，将参照图1至4具体描述根据本发明的示例性实施方案的用于水处理的反渗透过滤模块100。[0029]反渗透膜模块100为用于通过利用反渗透原理净化实际供给的水的膜分离装置的构成元件。[0030]参照图1，反渗透膜模块100可以包括反渗透膜10、供给间隔件20、经编针织物渗水通道30和具有用于沿纵向方向接纳可渗透液体的开口（未示出）的管40。尽管未示出，但是反渗透膜模块100还可以包括一对防伸缩装置，但是省略了其具体描述。[0031]—个或更多个反渗透膜10用于通过利用渗透过滤水以除去水中包含的杂质，并且还用作经净化的水高效地流动通过的流动路径。[0032]一个或更多个反渗透膜10从管40向外延伸并且卷绕在管40周围。[0033]供给间隔件20形成从外部引入原水的通道，并且用于保持一个反渗透膜10与另一个反渗透膜10之间的间隔。为此，供给间隔件20的上侧和下侧接触一个或更多个反渗透膜10,并且与一个或更多个反渗透膜10相似，供给间隔件20被配置成卷绕在管40周围。[0034]在此，供给间隔件20的材料没有特别限制，但供给间隔件20可以由聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯和聚丙烯中的任一者制成。[0035]同时，下面将描述供给间隔件20的具体配置。[0036]经编针织物渗水通道30具有一般的织物结构，并且用作形成通过反渗透膜10净化的水可以流动通过而到外部的空间的流动路径。[0037]在这种情况下，应注意，经编针织物渗水通道30被配置成具有足以承受水压的强度，因为经编针织物渗水通道30的织物组织线需要在防止水被阻塞在线之间的同时并且在承受反渗透膜模块100运行时产生的水压的同时移动适量的水。[0038]管40被设置在用于水处理的反渗透过滤模块100的中心，并且起引入和排出经过滤的水的通道的作用。[0039]为此，可以在管40的外部形成具有预定尺寸的空气间隙或开口，使得可以引入经过滤的水。在这种情况下，可以形成一个或更多个空气间隙使得可以更高效地引入经过滤的水。[0040]同时，根据本发明的示例性实施方案的供给间隔件20被配置成使得第一组平行丝21与第二组平行丝22相交，并且在这种情况下，第一组丝21中的一根或更多根和或第二组丝22中的一根或更多根可以在第一组丝21与第二组丝22相交的端点附近的交叉部分附近具有不对称直径。[0041]参照相关技术中的供给间隔件20a、20b和20c，可以看出丝的直径在两组平行丝相交的点处没有变化而是保持原样见图2a，丝的直径在两组平行丝相交的点处减小（见图2⑹），或者丝的直径在两组平行丝相交的点处增加见图2c。此外，可以看出基于丝的截面，丝的直径对称地增加或减小。[0042]然而，根据本发明的供给间隔件20被配置成使得仅第一组丝21和或第二组丝22的外部部分在交叉区域向外突出，并且更具体地，仅丝的外部部分部分地向外突出，但丝的与突出部分相反的部分保持原样，因此，可以实现丝的不对称截面形状，同时增加流动路径的截面面积见图4a和b。[0043]在这种情况下，交叉区域L2相对于供给间隔件20的网格长度LI的比率可以为0.2至0.4。原因是如果该比率小于0.2,则难以产生充分的涡流，而如果该比率大于0.4,则截面面积减小导致压差增加。[0044]此外，第一组丝21和或第二组丝22在交叉区域L2的细线化参数可以为1.2或更大，特别地1.3或更大。[0045]原因是在厚的部分的尺寸固定的状态下，当细线化参数尽可能大时，流动路径的截面面积增加，使得压差降低，并且涡流产生的程度不会受到很大影响。[0046]在此，应注意，细线化参数意指交叉区域L2的不对称部分W2相对于基于第一组丝21和或第二组丝22的厚度的薄的部分Wl的厚度比。[0047]同时，附图示出了第一组丝21和第二组丝22二者均具有不对称直径，但是应注意，第一组丝21和第二组丝22的仅一个或更多个截面可以具有不对称直径。[0048]在这种配置下，根据本发明的供给间隔件20被设计成使得第一组丝21和第二组丝22中的一根或更多根在第一组丝21与第二组丝22相交的交叉区域L2中具有不对称直径，因此，可以通过增加流动路径的截面面积降低压差，并且通过产生涡流减轻浓差极化。[0049]实验例〉[0050]在压差AP[Pa]、流动方向的平均涡度vorticity和回收性能方面，将根据本发明的示例性实施方案的供给间隔件20与相关技术中用于反渗透过滤模块的供给间隔件见图2a、⑹和C进行比较。[0051]为此，在仅更换供给间隔件并且其他条件保持相同的状态下，在压差、流动方向的平均涡度和回收性能方面将上述四种产品进行比较，比较结果示于表1中。实验区域如下。[0052]*宽X长X高（厚度）：7·75mmX15.5mmX0.66mm[0053]*入口速度：0.3m秒[0054][表1][0056]如上所述，比较例1使用具有直径在交叉点处保持不变的丝的供给间隔件，比较例2使用具有直径在交叉点处减小的丝的供给间隔件，比较例3使用具有直径在交叉点处增加的丝的供给间隔件，而实施例使用根据本发明的具有直径在交叉点处不对称地且部分地增加的丝的供给间隔件20。[0057]参照表1，可以看出（a在比较例1中，压差为I，238Pa，流动方向的平均涡度为1，531;⑹在比较例2中，压差为I，071Pa，流动方向的平均涡度为I，340;c在比较例3中，压差为986Pa，流动方向的平均涡度为1，380;以及d在实施例中，压差为958Pa，流动方向的平均涡度为1，399。[0058]在这种情况下，考虑到当压差变小时，在流动方面结构变得更有利，确定使用根据本发明的供给间隔件20的实施例具有最小的压差，使得流动顺畅，并且实施例有利于确保流动路径。[0059]此外，考虑到当涡流产生的程度变大时，浓差极化现象得以很好地减轻，已确定使用根据本发明的供给间隔件20的实施例产生显著较高水平的涡流，并且在反渗透膜附近盐的流动变得顺畅。[0060]再次参照表1，可以看出（a比较例1的回收率为6.75%;b比较例2的回收率为6.35%;c比较例3的回收率为6.73%;以及⑹实施例的回收率为6.85%。[0061]因此，基于上述情况，可以看出，根据本发明的供给间隔件20通过改变具有相同的最大和最小直径的丝（或线）的形状使压差最小化，并且通过增加涡流的产生提高回收性能。

权利要求：1.一种反渗透过滤模块，包括：管，所述管包括沿纵向方向接纳可渗透液体的开口；一个或更多个反渗透膜，所述一个或更多个反渗透膜从所述管向外延伸并且卷绕在所述官周围；以及供给间隔件，所述供给间隔件接触所述一个或更多个反渗透膜并且卷绕在所述管周围，其中所述供给间隔件被配置成使得第一组平行丝与第二组平行丝相交，所述第一组丝中的一根或更多根或者所述第二组丝中的一根或更多根在所述第一组丝与所述第二组丝相交的交叉区域中具有形成为丝的外表面的部分区域向外突出的不对称直径。2.根据权利要求1所述的反渗透过滤模块，其中所述交叉区域相对于所述供给间隔件的网格长度的比率为0.2至0.4。3.根据权利要求1所述的反渗透过滤模块，其中所述交叉区域的细线化参数范围为1.2至1.4。4.根据权利要求3所述的反渗透过滤模块，其中所述细线化参数为1.2或更大。5.根据权利要求1所述的反渗透过滤模块，其中所述不对称直径被制成使得丝的一侧相对于原水的流动方向向外突出，而所述丝的另一侧保持原样。

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