Мембранный аппарат

 

Изобретение относится к устройствам для разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, выполненных в виде полых волокон. Цель изобретения - повышение эффективности работы аппарата за счет снижения вредного влияния концентрационной поляризации. Мембранный аппарат состоит из пучка полых волокон, размещенных вокруг центральной трубки и закрепленных в концевых пробках из смолы . Пучок обернут пленкой из непроницаемого материала таким образом, чтобы образовался зазор между краем пленки и концевой пробкой, и вставлен в цилиндрический корпус с торцовыми крышками. В центральной трубке выполнены распределительные отверстия только с одной стороны , противоположной зазору. Такая конструкция позволяет увеличить линейную скорость протекания потока разделяемой смеси вдоль волокон пучка. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5м В 01 D 63/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4203047/26 (22) 19.06.87 (31) 145570/86 (32) 20.06.86 (33) JР (46) 23.03.92. Б юл. М 11 (71) Тойо Босеки Кабусики Кайся (JP) (72) Масааки Секино, Катсухиса Нумата и Тетсуо Икаи (JP) (53) 66.067-278.002.73:532.711(088.8) (56) Патент США

М 4343453, кл. В 01 0 13/00, 1983. (54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к устройствам для разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, выполненных в виде полых волокон. Цель изобретения — повыИзобретение относится к технике разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, выполненных в виде полых волокон.

Целью изобретения является повышение качества разделения за счет снижения влияния концентрационной поляризации.

На фиг.1 изображен мембранный аппарат; на фиг.2 — то же, с проницаемыми перегородками; на фиг.3 — то же, с иным расположением входного и выходного отверстий.

Мембранный аппарат состоит из пучка

1 полых волокон, размещенного в цилиндрическом корпусе 2, и торцовых, крышек 3 и

4. Пучок 1 содержит множество полых волокон 5, расположенных вокруг центральной трубки 6 и закрепленных в концевых пробках 7 и 8 из смолы. Снаружи пучок 1 покрыт непроницаемой пленкой 9 и поддерживаю Ы 1722212 А3 шение эффективности работы аппарата за счет снижения вредного влияния концентрационной поляризации. Мембранный аппарат состоит из пучка полых волокон, размещенных вокруг центральной трубки и закрепленных в концевых пробках из смолы. Пучок обернут пленкой из непроницаемого материала таким образом, чтобы образовался зазор между краем пленки и концевой пробкой, и вставлен в цилиндрический корпус с торцовыми. крышками. В центральной трубке выполнены распределительные отверстия только с одной стороны, противоположной зазору. Такая конструкция позволяет увеличить линейную скорость протекания потока разделяемой смеси вдоль волокон пучка. 3 ил. щей оболочкой 10. В центральной трубке 6 возле одной из торцовых пробок 8 выполнено несколько распределительных отверстий

11, размещенных равномерно по окружности трубки 6, С противоположной стороны возле торцовой пробки 7 выполнен кольцевой зазор 12 между краем непроницаемой пленки 9 и торцовой пробки 7.

В торцовой крышке 3 выполнен канал

13 вывода проникшего через стенки волокон пермеата. Между торцовой крышкой 3 и концевой пробкой 7 образована камера 14 сбора пермеата.

B торцовой крышке 4 имеются штуцер

15 для ввода разделяемой смеси и канал 16 для вывода концентрата. Центральная трубка 6 соединена с вводным штуцером 15 патрубком 17, Между корпусом 2 и непроницаемой пленкой 9 образовано кольцевое пространство 18: В одном из вариантов в

1 )

М

M ЬЗ ю (Д

1722212 концевых пробках 7 и 8 закреплены направляющие проницаемые перегородки 19, выполненные в виде цилиндров, Мембранный аппарат работает следующим образом.

Разделяемую смесь подают через штуцер 15. По патрубку 17 она проходит в центральную трубку 6 и через отверстия 11 распределяется в радиальном направлении между полыми волокнами. Затем смесь движется в продольном направлении вдоль центральной трубки и полых волокон 5 и вблизи концевой пробки 7 выходит через кольцевой зазор 12 в кольцевое пространство 18, образованное непроницаемой пленкой 9 и корпусом 2, Проникающий через стенки волокон 5 пермеат собирается в камере и через канал 13 выводится из аппарата.. Оставшийся концентрат по кольцевому пространству 18 движется в противоположном направлении и через 16 также выводится из аппарата, В варианте, изображенном на фиг,2, для лучшего распределения потока разделяемой смеси между волокнами установлены прони цаемые перегородки 19, выполненные из ткани, грубых нетканых материалов и других проницаемых материалов, На фиг.3 представлен вариант выполнения аппарата, в котором распределительные отверстия 11 расположены на дальнем от места ввода разделяемой смеси конце центральной трубки 6. Аппарат в этом случае работает так же.

Преимущества предлагаемого аппарата заключаются в том, что весь поток разделяемой смеси распределяется среди полых волокон только на одном конце пучка, а не по всей длине центральной трубки. Благодаря этому возрастает линейная скорость протекания жидкости вдоль волокон, что уменьшает вредное влияние концентрационной поляризации и, соответственно, повышает производительность аппарата и качество разделения.

Полые волокна в пучке целесообразно располагать под углом к оси аппарата, кото5 рый не должен превышать 60, В этом случае между волокнами не застревают твердые частички, которые могут находиться в потоке разделяемой смеси. Этот эффект наиболее значителен при угле наклона 45

10 и меньше.

Величина кольцевого зазора 12 должна быть не более 20% от длины пучка полых волокон, оптимально 0,4-5,0% длины.

Направляющие проницаемые перегород15 ки 19 следует выполнять длиной 20 — 300 мм и толщиной 0,1-3 мм и устанавливать с зазором 1 — 20 мм.

Распределительные отверстия 11 в количестве не менее 2 целесообразно выпол20 нять на расстоянии от концевых пробок, составляющем 0,2 — 30% толщины этих концевых пробок. Диаметр этих отверстий может составлять 5 — 50% внутреннего диаметра центральной трубки, 25 Выполнение этих рекомендаций позволит повысить эффективность работы мембранного аппарата.

Формула изобретения

Мембранный аппарат, состоящий из ци30 линдрического корпуса, двух торцовых крышек с отверстиями для ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, цилиндрического пучка полых селективно-проницаемых волокон, расположенных вокруг центральной

35 перфорированной трубки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества разделения путем снижения влияния концентрационной поляризации, перфорация в количестве не менее двух отверстий выпол40 нена с одного края центральной трубки, а пучок полых волокон снабжен непроницаемым кожухом, открывающим пучок полых волокон со стороны, противоположной перфорированному краю центральной трубки.

1722212

l7

@llew. 2

l2 8

Составитель А.Свитцов

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 967 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Гагарина, 101