Блочный трубчатый мембранный аппарат

Авторы патента:

Изобретение относится к устройствам для осуществления мембранных процессов и может быть использовано в любой отрасли промышленности и сельского хозяйства, где производится разделение жидких сред. Цель изобретения - повышение производительности и эффективности фильтра путем снижения концентрационной поляризации на мембранах за счет интенсивной турбулизации потока жидкости. Аппарат состоит из корпуса с расположенным в нем блоком трубчатых мембранных элементов, установленным в торцовых фитингах с каналами для подвода и отвода исходной жидкости. В концевых участках каждого мембранного элемента установлены турбулизирующие устройства, выполненные в виде цилиндрических вставок 7 с опорным фланцем 8 и имеющие внутреннюю многозаходную винтовую нарезку квидистантных канавок 9 с уменьшающимся по длине живым сечением. Исходная жидкость под избыточным давлением поступает в турбулизирующие вставки 7, которые придают периферийным слоям потока вращательное движение. Далее поток с высокой степенью турбулизации проходит мембранные элементы и выводится из аппарата. При этом часть жидкости проникает через их пористые мембраны и попадает в полость для пермеата, откуда отводится в сборную емкость. Поступательно-вращательное движение исходной жидкости при прохождении мембранных элементов предотвращает образование отложений на их поверхности и повышает производительность аппарата. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) В 01 О 69/04 д) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННт Сса (21) 4439552/23-26 (22) 13.06.88 (46) 23,08.90, Бюл. Р 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и технологический институт монтажа, эксплуатации и реMQHTB машин и оборудования животноводческих и птицеводческих ферм (72) В,A.Màêàðåíêî, Н.И.Чипурко и Д,А.Ворочаев (53) 66.067-279.002.73:532.71.1 (088.8) (56) Установка для обессоливания и очистки сточных вод процессом обратного:осмоса и ультрафильтрации, M.: НИИТЗХИМ, 1979, выл ° 2 (21), с.41.

2 (54) БЛОЧНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ МЕМБРАННЫЙ

АППАРАТ (57) Изобретение относится к устройствам для осуществления мембранных процессов и может быть использовано в любой отрасли промышленности и сельского хозяйства, где производится разделение жидких сред. Цель изобретения вЂ” повышение производительности и эффективности фильтра путем снижения концентрационной поляризации на мембранах за счет интенсивной турбулиэации патока жидкости. Аппарат состоит иэ коргуса с расположенным в нем блоком трубчатых мембранных элементов, установленным в торцовых фитингах с качалами для подво!

586756 да и отвода исходной жидкости. В концевых участках каждого мембранного элемента установлены турбулизирующие устройства, выполненные в виде цилиндрических вставок 7 с опорным фланцем 8 и имеющие внутреннюю многозаходную винтовую нарезку эквидистантных канавок 9 с уменьшающимся но длине живым сечением. Исходная жидкость под избыточным давлением поступает в турбулизирующие вставки 7, которые придают периферийным слоям потока вращательное движение, Далее!

Изобретение относится к устрой ствам для осуществления мвмбранных процессов и может быть использовано в любой отрасли промышленности и, сельского хозяйства, где производитвЂ” ся разделение жидких сред.

Цель изобретения -повышение производительности аппарата за счет снижения концентрационной поляризации, На..фиг.1 изображен мембранный аппарат, разрез;.на фиг.2 вЂ” вид A на фиг,1; на фиг.3 вЂ” ципиндрическая турбулизирующая вставка, разрез; на фиг,4 вЂ” сечение Б-Б на фиг,3, Аппарат состоит из корпуса 1 с

35 расположенным в нем блоком 2 трубчатых мембранных элементов, установленным в торцовых фитингах 3 с каналами

4 и 5 для подвода и отвода исходной жидкости и встроенных в каждый меме

40 бранный элемент 6 турбулизирующих устройств, выполненных в виде полых цилиндрических вставок 7 с опорным фланцем 8 у их наружных торцов и многозаходной внутренней винтовой навЂ” р езкой эквидистантных канавок 9, имеющих одинаковое направление навивки для обоих концов мембранного элемента 6. У(ивое сечение каждой винтовой канавки 9 по мере удаления от опор50 ного фланца 8 постепенно уменьшается, а угол закручивания канавки 9 по длине цилиндрической турбулизирующей о вставки 7 составляет 180

Вставки 7 выполнены из химически нейтрального эластичного материала, преимущественно капрона., и плотно установлены в концевых участках каждого мембранного элемента 6. Блок 2 поток с высокой степенью турбулиэации проходит. мембранные элементы и выводится из аппарата. При этом часть жидкости проникает через их пористые мембраны и попадает в полость для пермеата, откуда отводится в сборную емкость. Поступательно-вращательное движение исходной жидкости при прохождении мембранных элементов предотвращает образование отложений на их поверхности и повышает производительность аппарата. 1 з,п, ф-лы, 4 ил. установлен в торцовых фитингах 3 посредством вибропоглощающих герметизирующих манжет 10, отделяющих полость

11 для пермеата от конических полостей 12 для прохода исходной жидкости.

Торцовые фитинги 3 навернуты на наружные реэьбовые участки переходников 13, которые, в свою очередь, внутренней резьбой навернуты на концевые резьбовые участки корпуса

Герметизация сопряжениймежду фитингами 3, переходниками. 13и корпусом 1 осуществляется посредством эластичных уплотнительных колец 14 ипрокладок 15.

Уплотнение сопряжений входных 4 и выходных 5 каналов с фитингами 3 достигается эа счет эластичных прокладок

16 и прижимньгх болтов 17. Для отвода пермеата корпус 1 снабжен штуцером 18, Для уменьшения гидравлического сопротивления аппарата у торцов цилиндрических турбулиэирующих вставок 7 выполнены внутренние фаски 19 под о углом 15 к оси вставок 7, Аппарат работает следующим образом, Исходная жидкость под избыточным давлением поступает во входной канал 4 и входит в цилиндрические турбулизирующие вставки 7, Фаски 19 при этом исключают лобовое сопротивление торцов вставок 7 на входе и вызывают конфузорный эффект. При прохождении входной фаски 19 поток таким образом несколько увеличивает скорость, При дальнейшем продвижении внутри цилиндрической турбулизирующей вставки 7 периферийный кольцевой слой потока входит в винтовые канавки 9 и по мере продвижения по ним постепенно приоб1586756

17 72

Q 77 ii ретает вращательное движение. При этом уменьшение живоro сечения канавок 9 к выходу турбулизирующих вставок 7 вызывает увеличение скорости частиц в периферийном кольцевом слое потока. При движении потока в мембранных элементах 6 высокая скорость частиц и их поступательно-вращательное движение у поверхности мембран предотвращают концентрационную поляризацию и образование твердых отложений на поверхности. К концу мембранного элемента 6 вращение потока постепенно затухает и поток входит в установленную в этом конце турбулизирующую вставку 7 при отсутствии лобового гидравлического сопротивления за счет входной фаски 19 °

При прохождении турбулизирующей вставки .7 периферийный кольцевой слой потока также приобретает вращательное движение, что исключает осадкообразование на торце блока 2 и поверхностях конической полости 12. Пройдя послед.нюю, поток через выходной патрубок

5 выходит из аппарата.

При прохождении потока, имеющего избыточное давление и поступательновращательное движение частиц через. мембранные элементы, часть подаваемой жидкости продавливается через пористый слой мембраны и каркаса трубки, попадая, таким образом, в полость 11 для пермеата, откуда через штуцер 18 отводится в сборную емкость очищенной жидкости (не показана).

Для обеспечения равных условий очистки поверхности мембран по всей их длине через заданное время ннправление подачи потока исходной жидкости в аппарат меняют на обратное, Тогда вращение потока происходит в обратном направлении и интенсивная турбулизация распространяется от другого конца трубки. В конечном итоге вся поверхность мембран предохраняется от осадкообраэований, снижающих производительность аппарата, Формула изобретения

1. Блочный трубчатый мембранный аппарат, состоящий из цилиндрического корпуса, торцовых фланцев с ка.20 налами подвода и отвода жидкости и мембранных элементов с турбулизирующими устройствами, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата за

25 счет снижения концентрационной поляризации, турбулизирующие устройства выполнены в виде отрезков полых цилиндров с опорным фланцем, на внутренней поверхности которых выполнена многозаходная винтовая нарезка, и расположены с обеих сторон внутри каждого мембранного элемента.

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сечение профиля каждой канавки винтовой нарезки вы35 полнено переменным с уменьшением от опорного фланца. а угол закручивания нарезки по длине турбулизирующего о устройства не превышает 180

1586756

6QQ, Р

Составители A,Свитцов

Техрец N.Дидою

Рецактор Н:Рогулич

Корректор Т,Пали 1 -1аказ 2383 Тираж 541 Подписное

ИЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

113035, Москва, 11 -35, Раушская наб., д. 4/5!

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, i 01

Изобретение относится к технологическому оборудованию по очистке и механическому обеззараживанию водопроводной питьевой воды у потребителя, в частности в квартире, в частных домах, в детских учреждениях, в медицинских учреждениях и т

Установка для формирования трубчатых мембранных элементов // 2223139

Установка для формования трубчатых мембранных элементов // 2259867

Изобретение относится к производству трубчатых мембранных фильтрующих элементов, используемых в химической, пищевой и др

Способ переработки смеси жидких углеводородов и установка для его осуществления // 2344161

Изобретение относится к способам и устройствам для фракционирования нефти и газового конденсата и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности

Способ газонасыщения жидкости // 2382673

Изобретение относится к области получения газожидкостных дисперсий

Способ получения трубчатого микрофильтра с фторполимерной мембраной // 2432987

Изобретение относится к области фильтрации

Способ получения трубчатого фильтрующего элемента с полимерной мембраной // 2483789

Изобретение относится к мембранной технике

Способ и устройство для гидрообработки риформата // 2609780

Изобретение относится к способу и устройству для гидрообработки риформата. Способ включает приведение риформата в контакт с обладающим каталитическим гидрирующим действием катализатором в условиях жидкофазной гидрообработки в реакторе гидрирования, при этом часть водородсодержащего газа для гидрообработки получена из растворенного водорода, содержащегося в риформате; где гидрообработку проводят в присутствии дополнительного водородсодержащего газа, который инжектируют в риформат перед проведением контактирования и/или во время контактирования через поры с помощью смесителя, который содержит, по меньшей мере, один канал для жидкости, предназначенный для риформата, и, по меньшей мере, один канал для газа, предназначенный для дополнительного водородсодержащего газа, при этом канал для жидкости соединен с каналом для газа посредством компонента, по меньшей мере, часть которого представляет собой пористую область; при этом риформат получают из нижней части газожидкостного сепаратора путем инжекции смеси каталитического риформинга в газожидкостной сепаратор и в продукте, полученном путем проведения контактирования, удаляют летучие компоненты, причем риформат поступает в реактор гидрирования после теплообмена с нефтяным сырьем с удаленными летучими компонентами, нефтяное сырье с удаленными летучими компонентами инжектируют в колонну для удаления тяжелых компонентов и для извлечения ароматических углеводородов из верхней части колонны. Устройство включает реактор каталитического риформинга (5) для приведения углеводородного масла в контакт с катализатором, обладающим каталитическим риформирующим действием в условиях каталитического риформинга, с получением смеси каталитического риформинга; газожидкостной сепаратор (6) для удаления летучих компонентов (7) из смеси каталитичесого риформинга путем газожидкостного разделения с получением риформата из нижней части газожидкостного сепаратора (6); смеситель (8) для инжекции дополнительного водородсодержащего газа в риформат с получением водородсодержащего риформата; реактор гидрирования (9) для приведения водородсодержащего риформата в контакт с катализатором, обладающим каталитическим гидрирующим действием в условиях жидкофазной гидрообработки, колонну (10) для удаления летучих компонентов; колонну (13) удаления тяжелых компонентов; теплообменник (11) для осуществления теплообмена с риформатом. В соответствии со способом по настоящему изобретению риформат, отделенный в сепараторе продуктов риформинга, может напрямую подвергаться жидкофазной гидрообработке; таким образом, не только может быть полностью использован водород, растворенный в риформате, но также могут быть удалены олефины, содержащиеся в риформате, при этом исключается необходимость в рециркуляции водорода и в оборудовании для циркуляции. Риформат, полученный способом по настоящему изобретению, имеет пониженное бромное число ниже 50 мгBr2/100 г и потерю ароматических углеводородов менее 0,5 масс. %. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл., 6 пр.

Интегрированный мембранно-каталитический реактор и способ совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода // 2635609

Изобретение относится к области получения синтез-газа и ультрачистого водорода путем конверсии различного органического сырья и интегрированному мембранно-каталитическому реактору для осуществления способа и может быть использовано в получении топливных элементов, полупроводников, химическом синтезе. Интегрированный мембранно-каталитический реактор представляет собой полый цилиндрический корпус, в нижней части которого расположены входной патрубок для подачи сырья, соединенный с диффузором для равномерного распределения сырья в объеме реактора, и патрубок с карманом для термопары, а в верхней части находится отводной патрубок и с помощью отвинчивающейся крышки закреплен пористый керамический каталитический конвертер из материала, полученного самораспространяющимся высокотемпературным синтезом из шихты состава, % мас.: Ni - 45, Al - 5, Co3O4 - 50, и восстановленного в токе водорода, представляющий собой трубку с глухим верхним концом, в центральном канале которого установлена водородселективная мембрана на основе палладийсодержащего сплава в виде скрученной в спираль тонкостенной трубки с возможностью вывода через нее ультрачистого водорода в отводной патрубок, причем с отводным патрубком соединены газовая линия для вывода ультрачистого водорода, газовая линия для вывода синтез-газа и остальных продуктов и газовая линия для ввода газа-носителя. Изобретение обеспечивает высокоэффективное получение ультрачистого водорода с высоким выходом и синтез-газа в одной установке и в одном процессе. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 табл., 34 пр.