Устройство для фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ ПОДДАВЛЕНИЕМ ЧЕРЕЗ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫЕ Г ЕМБРАНЫ, состоящее из после-. довательно расположенных распределительных пластин и фильтратоотвоД51ЩИХ пластин, между которыми размещены полупроницаемые мембраны, о т личающееся тем, что распределительные пластины выполнены из , пласт мае сы, предпочтит ел ьн о и з полиолефина, имеют расположенные по краю отверстия 7, а гофрированные по поверхности, разделенные по сегментам, сужающимся к центру, в ugHTpe с обеих сторон распределительные пластины имеют втулочные выемки 8 и самоцентрирующиеся уплотняющие элементы 2„ выполненные в виде фасонных деталей, а также снабжены ушют нительными ребордами 6, а фильтратоотводящие пластины 3 выполнены в виде сита и имеют по крайней мере один канал 4 вывода фильтрата.

. СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗЮВ01 а1300 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (89} 138864 ГДР (21) 7770182/23-26 (22) 04.05.78 (46 ) 07. 01.. 84. Бюл. Р 1 (72) Рихтер Герхард, Штарке Вольфганг, Боргвардт Ерг и Фриедрих

Эберхардт (ГДР)

{71) Институт. фюр Вассервиртшафт, Берлин -(ГДР) (53) 66.067-278.002 .73:532.711(088.8) (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ЧЕРЕЗ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫЕ МЕМБРАНЫ, состоящее из после.довательно расположенных распределительных пластин и фильтратоотводящих пластин, между которыми размецены полупроницаеьые мембраны, о т

„„SU„„1064970 А лич ающе еся тем, что распределительные пластины выполнены и з . пластмассы, предпочтительно и з полиолефина, имеют расположенные по краю отверстия 7, а также гофрированные по поверхности, разделенные по сегментам, сужающимся к центру, в центре с обеих сторон распределительные пластины имеют втулочные выемки 8 и самоцентрирующиеся уплотняющие элементы 2„ выполненные в виде фасонных детапей, а также снабжены уплотнительными ребордами б, а фильтратоотводящие пластины 3 выполнены в виде сита и имеют по крайней мере один канал 4 вывода фильтрата.

1064970

Устройство относится к мембранным аппаратам для проведения процессов обратного осмоса или ультрафильв. рации и может использоваться для обработки сточных вод, концентрирования различных растворов в пищевой, 5 лакокрасочной и. других отрасляХ промышленности.

В последние годы интенсивно развивались такие способы концентрирования растворов, выделения необходи- tO иых компонентов, разделения смесей, как Ультрафильтрация и обратный осмос, использующие полупроницаемые мембраны. Известны различные устройства для осуществления этих способов, в которых возможно снижение концентрационной поляризации,И уменьшение образования осадков на мембране, значительно тормозящих процесс.

Эти устройства по конструктивным особенностям можно разделить на пластинчатые, трубчатые и из полого волокна. Наиболее просты пластинчатые устройства. Концентрационная поляризации на поверхности мембран, устраняется с помощью труб., вибраций, спиральными турбулизаторами, а также с помощью распределителеи, формирующих тангенциальные вихри в потоках, обтекающих мембрану . Однако производительность известных устройств невелика. В них существуют большие потери рабочей .поверхности мембран из-за применения центральных коллекторов для вывода фильт-35 рата. Кроме того, в них не достигается надежного уплотнения, так как в качестве уплотнения применяются кольцевые прокладки.

Для осуществления обратного осмо- 40 са,, устройства снабжают дополнительным корпусом, выдерживающим высокие давления, что значительно усложняет их работу. Трубчатые аппараты сложно надежно уплотнить. Кроме того, 4 для развития поверхности мембран и, соответственно, производительности, требуются трубы большой длины. Это увеличивает расход материала и зани-: маемые под установки рабочие площа- 5О ди. При высоких давлениях эти уст— ройства неприменимы.

Рездвлительные устройства на основе полых волокон имеют очень высо- кую компактность, но удельная производительность таких полупроницае ых мембран значительно меньше. Обрабатываемую жидкость необходимо предварительно тщательно очищать, обычно ультрафильтрацией, так как очень высока опасность засорения волокон. 6О

Лля систем которые склонны к образованию осадков на поверхности мембран, например., растворов белков или

L коллоидных систем, такие разделительные устройства неприменимы. 65

Цель изобретения - устранение недостатков, присущих известным устройствам, и обеспечение высокого качества отделяемых продуктов при относительно низких затратах.

Изобретение основано на задаче создать высокопроизводительное, устройство для ультрафильтрации и обратного осмоса, в котором будет обеспечено устранение концентрационной поляризации и тем самым,осаждение на поверхности мембран загрязнений, таким образом, чтобы обеспечить его работу и при высоких давлениях.

Эти задачи решаются за счет того, что последовательно расположенные распределительные и фильтроотводящие пластины, между которыми находятся мембраны,,размещены в аппарате таким образом, что отпадает необходимость . в центральном коллекторе, а также за счет того, что предусмотрены самоцентрирующиеся уплотнительные элементы и поток жидкости при высокой турбулентности протекает последовательно над всеми мембранами. Распределительные пластины снабжены соединительным элементом, который центрирует пластины при монтаже. Другой отличительный признак устройства обеспечивает надежное уплотнение распределительных пластин в их центре.

Распределительные пластины раз делены по секторам, сужающимся к центру. За ними ближе к центру расположены втулочные,выемки, ускоряющие поток жидкости и тем самым способствующие снижению концентрацион.— ной поляризации. Кроме того, поверхности сектора выполнены волнообразными по образу стиральной доски,.чем достигается высокая турбулентность на поверхности мембраны. Распределительные пластины вблизи центра и на периферни изготовлены так, что изменение направления жидкости происходит с помощью втулочных отверстий.

В предложенном устройстве повышается скорость, потока, снижается влияние концентрационной поляризации, предупреждается образование осадков и тем са<ым достигается высокая производительность при разделении коллоидных растворов. . На фиг. 1 изображена одна секция предложенного устройства; на фиг. 2— периферийная часть распределительной пластины, узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — центральная часть поверхности распределительной пластины.

Секции .устройства содержат уплотняющий элемент 1, распределительные пластины 2, фильтроотводящие пластины 3, отводящий фильтрат канал 4, мембраны 5, уплотнительные реборды 6, отверстия 7 и втулочные выемки 8. Устройство, набранное из сек1064970

Составитель А. Свитцов

Редактор К. Волощук Техред О.Неце Корректор A . .Зимокосоэ.Заказ 10920/5 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4 ций, стягивается болтами между, двумя фланцами. B секцию входят распределительная пластина 2, фильтратоотводящая пластина 3 и .находящиеся между ними мембраны 5., при-. крепленные зажимными язычками.

Проходящая через мембраны жидкость-фильтрат собирается во внутренней полости фильтратоотводящей пластины,З, выполненной в виде пласт-: массовой фасонной детали, имекщей 10 форму сита. Из ее внутренней полости фильтрат отводится через канал 4.

Для уплотнения деталей устройства между собой на распределительных пластинах выполнены уплотнительные 15 реборды б, так что для уплотнения не требуется дополнительных кольцевых прокладок. При сжатии всего на бора пластины самостоятельно уплотняются. Тем самым значительно упрощается монтаж устройства и устраняется опасность загрязнения ранее применяемых резиновых прокладок.

Для сжатия набора между .фланцами целесообразно располагать стягивакаже болты вне зоны размещения уплотнительных реборд. Онн могут быть расположены и Вне фланцев, но можно предусмотреть для них выемки во фланцах. Сжатие набора производится с помощью стягивающих болтов или гидравлического пресса.

При необходимОсти в одном устройстве могут быть использованы различ- ные типы мембран.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Гер- . манской Демократической Республики ..