Способ изготовления трубчатого мембранного элемента для селективного разделения смесей

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической промышленности для селективного разделения жидкости или газов. Цель изобретения - повышение механической прочности мембранного элемента. Указанная цель достигается выполнением трубчатой оболочки из высокорастяжимых нитей в виде трикотажного полотна и растягиванием перед нанесением мембранообразующего материала в радиальном и продольном направлениях с напряжением в нитях, составляющим 0,3-0,8 от их предела прочности . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 67/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4232009/63 (22) 20.04.87 (46) 07.06.92. Бюл. N. 21 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А,Б. Голованчиков, В,П. Мишта, Л.П. Кузнецова, С,П, Мишта, Н,В. Тябин и B,А. Козловцев (53) 66.064(088.8) (56) Патент СССР

М 593644, кл, В 01 D 13/00, 1974. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЧАТОГО МЕМБРАННОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической промышленности для селективного разделения жидкости или газов путем газопроницаемости, микро- и ультрафильтрации.

Цель изобретения — повышение механической прочности мембранного элемента, Поставленная цель достигается тем, что оболочку, выполненную в виде трубчатого трикотажного полотна из высокорастяжимых нитей, предварительно растягивают в радиальном и продольном направлениях с последующим нанесением на нее мембранообразующего материала, причем напряжение в нитях составляет 0,3 — 0,8 предела их прочности.

П редварител ь но растянутые эластомерные нити в мембране создают сжимающие напряжения на мембранообразующий материал, В процессе эксплуатации такого предварительно напряженного мембранного элемента под давлением жидкости или

1 . Ы 1738298 А 1 (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической промышленности для селективного разделения жидкости или газов, Цель изобретения — повышение механической прочности мембранного элемента. Указанная цель достигается выполнением трубчатой оболочки из высокорастяжимых нитей в виде трикотажного полотна и растягиванием перед нанесением мембранообразующего материала в радиальном и продольном направлениях с напряжением в нитях, составляющим 0,3 — 0,8 от их предела прочности, 1 табл. газа мембранообразующий материал может выдерживать гораздо большее давление, так как основную нагрузку усилий растяжения воспринимают петли оболочки из высокорастяжимых нитей. Сжатый петлями трикотажного полотна мембранообразующий материал поддавлением растягивается и работает в нормальном состоянии, Использование в трикотажном полотне высокорастяжимых нитей позволяет растягивать оболочку мембранного элемента до достижения в нитях напряжений, составляющих 0,3 — 0,8 предела их прочности, При напряжении в высокорастяжимых нитях менее 0,3 предела их прочности они не создают достаточного напряжения в мембранообразующем материале и не увеличивают его прочность. Под действием рабочего давления в процессе эксплуатации мембраны она быстро выходит из строя, При напряжении в высокорастяжимых нитях более 0,8 предела их прочности в процессе эксплуатации предварительно растя1738298 нутые нити в мембранном элементе разрушаются, так как под действием рабочего давления .напряжения превышают предел прочности нитей.

Необходимость предварительного рас- 5 тяжения оболочки одновременно в радиальном и продольном направлениях связана с обеспече . ем равномерного напряженного состояния в ячейках петли, чтобы при рабочем давлении в мембранообразующем ма- 10 териале по различным направлениям были равные напряжения.

Для создания напряжения в радиальном направлении оболочку из трбучатого трикотажного полотна надевают на стер- 15 жень большего диаметра, Затем один конец оболочки зажимают хомутом, а другой конец вытягивают в продольном направлении так, чтобы общее напряжение в нитях оболочки трубчатого трикотажного поло на со- 20 ставляло 0,3-0,8 предела прочности этих нитей, после чего этот конец также зажимают хомутом. Затем на растянутую оболочку наносят раствор мембранообразующего материала. Термообработку полученного 25

;убчатого мембранного элемента проводят после снятия хомутов с концов оболочки, Растянутые высокорастяжимые нити после снятия хомутов стремятся возвратиться в первоначальное состояние, созда- 30 вая сжимающие напряжения по периметру ячейки, образованной петлей, на мембранообразующий материал.

Пример 1, Оболочку в виде трикотаж- 35 ного полотна, связанную из полиуретановой нити спандекс линейной плотности 7,8 текс, предел прочности которой составляет

70 Н/мм, диаметром 10 мм надевают на

2 стержень диаметром 11 мм, растягивают в 40 продольном направлении так, что общее напряжение в нитях составляет 0,3 предела прочности используемой нити спандекс, и зажимают с двух сторон хомутами. Затем стержень с натянутым трикотажным полот- 45 ном погружают в формовочный раствор для образования мембраны, состоящий из ацетата целлюлозы, ацетона, воды и перхлората магния в соотношении 22,2; бб,7; 10,0 и

1,1 мас,, 50

Нанесенный оаствор слоем 0,2 мм подсушивают при 5 С в течение 3 мин, а затем погружают в осадительную ванну с холодной водой при температуре около 0 С, где выдерживают в течение 1 ч до полной экстракции ацетона и перхлората магния из пленки. Полученную мембрану снимают со стержня, сняв зажимы хомутов, и термообрабатывают в воде при 70 — 80"С в течение 5 мин.

Пример 2. Изготовление трубчатого мембранного элемента по примеру 1 осуществляют при надевании оболочки трикотажного полотна на стержень диаметром 35 мм, а напряжение в нитях создают 0,8 предела их прочности.

Пример 3, Изготовление трубча-, ого мембранного элемента по примеру t осуществляют при надевании оболочки трикотажного полотна на стержень диаметром 14 мм, а напряжение в нитях создают 0,5 предела их прочности.

В таблице приведены механические свойства трубчатого мембранного элемента, полученного в соответствии с указанными примерами.

Предлагаемый способ изготовления трубчатого мембранного элемента позволяет увеличить прочность мембраны в процессе эксплуатации, а значит, повысить рабочее давление и долговечность, прост в реализации и не требует сложного оборудования.

Формула изобретения

Способ изготовления трубчатого мембранного элемента для селективного разделения смесей, заключающийся в изготовлении трубчатой оболочки из нитей текстильного материала, калибровки оболочки и нанесении на ее поверхность мембранообразующего материала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механической прочности мембранного элемента, оболочку выполняют из высокосастяжимых нитей в виде трикотажного полотна и перед нанесением мембранообразующего слоя растягивают в радиальном и продольном направлениях с напряжением в нитях, составляющим 0,3 — 0,8 от их предела прочности, 1738298

Составитель С,Кутепов

Техред М.Моргентал КоРРектоР М.Максимишинец

Редактор В.Петраш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1950 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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