Электробаромембранный аппарат рулонного типа

Изобретение относится к мембранным аппаратам рулонного типа и может быть использовано для электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электрогиперфильтрации. Корпус аппарата изготовлен в виде цилиндрической обечайки 1, одна из торцевых поверхностей которой глухая с несквозными внутренними проточками в центре под перфорированную трубку 14 и под расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки 25. Вторая торцевая поверхность выполнена разъемной и является крышкой 39, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка 8. При этом с внутренней ее стороны имеются сквозные проточки в центре под перфорированную трубку 14 и расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 внешние трубки 25. Перфорированная трубка 14 выполнена с перфорацией в виде эллиптических проточек 33 и уплотняется с крышкой посадочной прокладкой 11. С внешней стороны крышки 39 вкручены на резьбе штуцер подачи исходного раствора 10, внешние отводные трубки 50, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата 38, создавая коллекторы для отвода прианодного 44 и прикатодного 45 пермеата. В коллекторах расположены электрические провода, проходящие через отверстия в фиксирующей прокладке, между неперфорированной перегородкой, внешней 25 и внутренней 27 трубками, перфорированными эллиптической большой 32 и малой щелью 31. Электрические провода соединены через отверстия полимерной перфорированной перегородки с дренажными сетками, являющимися анодом и катодом, а через герметизирующую заливку внешней отводной трубки 50 - с устройством для подвода электрического тока 24. Изобретение позволяет повысить качество и эффективность разделения растворов, улучшить охлаждение прикатодного и прианодного пермеата, обеспечить простоту и удобство технического обслуживания и замены рулонного элемента аппарата. 12 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электрогиперфильтрации.

Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в работе Дытнерского Ю.И. «Баромембранные процессы. Теория и расчет». - М.: Химия. 1986 г., с 47. Аппарат рулонного типа, предназначенный для разделения растворов под действием градиента давления, состоит из корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран. Недостатком аппарата является низкая эффективность разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при отделении электролитов от неэлектролитов. Эти недостатки частично устранены в прототипе.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в патенте № RU 2487746 С1, 20.07.2013, МПК B01D 61/42. Прототип состоит из корпуса, выполненного из диэлектрического материала, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей воды, перфорированной трубки, непористых пленок, сеток-турбулизаторов, подложек мембран, прикатодных и прианодных мембран, дренажных сеток, являющихся катодом и анодом, устройства для подвода электрического тока, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, штуцеров для отвода ретентата, вертикальной перегородки, коллекторов отвода прианодного и прикатодного пермеата, герметизирующей заливки, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды.

Недостатками аппарата являются нагревание потока пермеата, сложность технического обслуживания и невозможность замены рулонного элемента аппарата.

Технический результат выражается повышением качества, в эффективности разделения растворов, улучшении охлаждения прикатодного, прианодного пермеата, в простоте и удобстве технического обслуживания и замене рулонного элемента аппарата, за счет изменения конструкции аппарата, состоящей из корпуса, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей воды, перфорированной трубки, непористых пленок, сеток-турбулизаторов, подложек мембран, прикатодных и прианодных мембран, дренажных сеток, являющихся катодом и анодом, устройства для подвода электрического тока, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок с отверстиями, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, штуцеров для отвода ретентата, вертикальной перегородки, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, отличающегося тем, что корпус аппарата изготовлен в виде цилиндрической обечайки, одна из торцевых поверхностей которого глухая и с внутренней ее стороны в ней имеются несквозные проточки: в центре под перфорированную трубку и под расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки, а вторая выполнена разъемной, являющаяся крышкой, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка, при этом с внутренней ее стороны имеются сквозные проточки в центре под перфорированную трубку и расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки, перфорированная трубка выполнена с перфорацией в виде эллиптических проточек, а с крышкой уплотняется посадочной прокладкой, с внешней стороны крышки вкручены на резьбе штуцер подачи исходного раствора, а также внешние отводные трубки, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата, таким образом, создавая коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата, в которых расположены электрические провода, далее проходящие через отверстия в фиксирующей прокладке, затем между неперфорированной перегородкой, внешней и внутренней трубками перфорированными эллиптической большой и малой щелью соответственно, и соединенными через отверстия полимерной перфорированной перегородки с дренажными сетками, являющимися анодом и катодом соответственно, а также соединенными через герметизирующую заливку внешней отводной трубки с устройством для подвода электрического тока, коллекторы для отвода прианодного и прикатодного пермеата в сечении ограничены внешней и внутренней трубкой, а также неперфорированной перегородкой и полимерными перфорированными перегородками, расположенными на всю длину внешней и внутренней трубок и расположенных соответственно от горизонтальной оси в сечении под углами 0, 5π/6, 7π/6 и π, π/6, 11π/6 соответственно, а на всю длину эллиптической большой щели на полимерные перфорированные перегородки последовательно уложены дренажные сетки, являющиеся анодом и катодом, подложки мембран, прианодные и прикатодные мембраны, соответственно приклеенные у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей без их пропуска, торцы внешней и внутренней трубок с неперфорированными перегородками и полимерными перфорированными перегородками с одной стороны упираются в фиксирующую прокладку, а с другой стороны - в малую торцевую прокладку, причем коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата, полость внутренней трубки и полость перфорированной трубки, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, на расстоянии от края эллиптической малой щели до малой торцевой и торцевой прокладки заполнены клеевой композицией, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, на каждой внешней отводной трубке на расстоянии 15 мм от края ее торца вмонтированы на резьбе штуцера для отвода прикатодного, прианодного пермеата, развернутые друг относительно друга на угол 180 градусов соответственно, пространство, образованное между корпусом аппарата и непористой пленкой, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляющие по форме равносторонние треугольники, а также внешние трубки, перфорированная трубка и крышка создают коллектор для протекания охлаждающей воды, между непористыми пленками расположены сетки-турбулизаторы охлаждающей воды, а рулонный элемент аппарата создан навивкой приклеенных к перфорированной трубке по краю перфорации эллиптических проточек по разные стороны от сетки-турбулизатора, прианодных, прикатодных мембран, подложек мембран, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом и непористых пленок соответственно вокруг перфорированной трубки, на концах навивки рулонного элемента по всей ширине прианодные и прикатодные мембраны соответственно приклеены у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей без их пропуска внутренней трубки, а непористые пленки приклеены у выделенного участка на всю длину эллиптической большой щели внешней трубки, штуцер для отвода ретентата уплотнен с внешней и внутренней трубкой при помощи фиксирующей прокладки и кольца резинового, крышка с корпусом аппарата уплотнены при помощи ответного прижимного фланца с помощью болтов, гаек и шайб, равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, штуцера для ввода и вывода охлаждающей воды расположены от горизонтальной оси в сечении под углами π/2 и 3π/2 соответственно, а от торцевых поверхностей корпуса аппарата глухой и разъемной на расстоянии 95 мм от края, торцевая поверхность последовательной навивки рулонного элемента по разные стороны от сетки-турбулизатора прианодных, прикатодных мембран, подложек мембран, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом, и непористых пленок соответственно вокруг перфорированной трубки проклеена клеевой композицией, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, фиксация торцевой поверхности навивки рулонного элемента обеспечена антителескопической решеткой и втулкой, расположенных на перфорированной трубке, резиновая манжета расположена на рулонном элементе в месте упора на корпус аппарата, на штуцере для вывода охлаждающей воды размещена гайка для крепления к трубопроводу установки, а для герметизации крышки с корпусом аппарата также установлена герметизирующая прокладка.

На фиг. 1 показана 3D модель электробаромембранного аппарата рулонного типа; на фиг. 2 в разрезе электробаромембранный аппарат рулонного типа; фиг. 3 - вид слева; фиг. 4 - вид справа; фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 2; фиг. 6 - вид Б, увеличенный на фиг. 2; фиг. 7 - вид В, увеличенный на фиг. 5, фиг. 8 - ступенчатый разрез Е-Е на фиг. 7; фиг. 9 - вид Г, увеличенный на фиг. 5; фиг. 10 - вид К, увеличенный на фиг. 9; фиг. 11 - вид Д, увеличенный на фиг. 5; фиг. 12 - вид М, выносной элемент на фиг. 2.

Электробаромембранный аппарат состоит из корпуса аппарата, изготовленного в виде цилиндрической обечайки 1, одна из торцевых поверхностей которого глухая и с внутренней ее стороны в ней имеются несквозные проточки в центре под перфорированную трубку 14 и под расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки 25, а вторая выполнена разъемной, являющаяся крышкой 39, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка 8, при этом с внутренней ее стороны имеются сквозные проточки в центре под перфорированную трубку 14 и расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки 25, перфорированная трубка 14 выполнена с перфорацией в виде эллиптических проточек 33, а с крышкой 39 уплотняется посадочной прокладкой 11, с внешней стороны крышки 39 вкручены на резьбе штуцер подачи исходного раствора 10, а также внешние отводные трубки 50, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата 38, таким образом, создавая коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата 44, 45, в которых расположены электрические провода 29, далее проходящие через отверстия 41 в фиксирующей прокладке 40, затем между неперфорированной перегородкой 26, внешней и внутренней трубками 25, 27 перфорированными эллиптической большой и малой щелью 32, 31 соответственно, и соединенными через отверстия 34 полимерной перфорированной перегородки 28 с дренажными сетками, являющимися анодом и катодом 48, 23 соответственно, а также соединенными через герметизирующую заливку 46 внешней отводной трубки 50 с устройством для подвода электрического тока 24, коллекторы для отвода прианодного и прикатодного пермеата 44, 45 в сечении ограничены внешней и внутренней трубкой 25, 27, а также неперфорированной перегородкой 26 и полимерными перфорированными перегородками 28, расположенными на всю длину внешней и внутренней трубок 25, 27 и расположенных соответственно от горизонтальной оси в сечении под углами 0, 5π/6, 7π/6 и π, π/6, 11π/6 соответственно, а на всю длину эллиптической большой щели 32 на полимерные перфорированные перегородки 28 последовательно уложены дренажные сетки, являющиеся анодом и катодом 48, 23, подложки мембран 21, прианодные и прикатодные мембраны 49, 22, соответственно приклеенные у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей 31 без их пропуска, торцы внешней и внутренней трубок 25, 27 с неперфорированными перегородками 26 и полимерными перфорированными перегородками 28 с одной стороны упираются в фиксирующую прокладку 40, а с другой стороны в малую торцевую прокладку 35, причем коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата 44, 45, полость внутренней трубки 27 и полость перфорированной трубки 14, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 43, на расстоянии от края эллиптической малой щели 31 до малой торцевой и торцевой прокладки 35, 15 соответственно заполнены клеевой композицией 30, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, на каждой внешней отводной трубке 50 на расстоянии 15 мм от края ее торца вмонтированы на резьбе штуцера для отвода прикатодного, прианодного пермеата 36, 37, развернутые друг относительно друга на угол 180 градусов соответственно, пространство, образованное между корпусом аппарата 1, изготовленным в виде цилиндрической обечайки, одна из торцевых поверхностей которого глухая, непористой пленкой 19, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины составляющих по форме равносторонние треугольники, внешних трубок 25, перфорированной трубки 14 и крышки 39 создают коллектор для протекания охлаждающей воды, между непористыми пленками 19 расположены сетки-турбулизаторы охлаждающей воды 47, а рулонный элемент 2 аппарата создан навивкой приклеенных к перфорированной трубке 14 по краю перфорации эллиптических проточек 33 по разные стороны от сетки-турбулизатора 20, прианодных, прикатодных мембран 49, 22, подложек мембран 21, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом 48, 23, и непористых пленок 19 соответственно вокруг перфорированной трубки 14 и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 43, на концах навивки рулонного элемента 2 по всей ширине прианодные и прикатодные мембраны 49, 22 соответственно приклеены у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей 31 без их пропуска внутренней трубки 27, а непористые пленки 19 приклеены у выделенного участка на всю длину эллиптической большой щели 32 внешней трубки 25, штуцер для отвода ретентата 38 уплотнен с внешней и внутренней трубкой 25, 27 при помощи фиксирующей прокладки 40 и кольца резинового 42, крышка 39 с корпусом аппарата 1 уплотнены при помощи ответного прижимного фланца 12 с помощью болтов, гаек и шайб 5, 6, 7, равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, штуцера для ввода и вывода охлаждающей воды 4, 13 расположены от горизонтальной оси в сечении под углами π/2 и 3π/2 соответственно, а от торцевых поверхностей корпуса аппарата 1 глухой и разъемной на расстоянии 95 мм от края, торцевая поверхность последовательной навивки рулонного элемента 2 по разные стороны от сетки-турбулизатора 20, прианодных, прикатодных мембран 49, 22, подложек мембран 21, дренажных сеток являющихся анодом и катодом 48, 23 и непористых пленок 19 соответственно вокруг перфорированной трубки 14, разделенной на две секции одинакового объема, по всей длине вертикальной перегородкой 43 проклеена клеевой композицией 30, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, фиксация торцевой поверхности навивки рулонного элемента 2 обеспечена антителескопической решеткой 16 и втулкой 17 расположенных на перфорированной трубке 14, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 43, резиновая манжета 3 расположена на рулонном элементе 2 в месте упора на корпус аппарата 1, на штуцере для вывода охлаждающей воды 13 размещена гайка 18 для крепления к трубопроводу установки, а для герметизации крышки 39 с корпусом аппарата 1 также установлена герметизирующая прокладка 9.

Корпус аппарата, изготовленный в виде цилиндрической обечайки 1, штуцера для ввода и вывода охлаждающей воды 4, 13, штуцер подачи исходного раствора 10, ответный прижимной фланец 12, перфорированная трубка 14, антителескопическая решетка 16, втулка 17, внешняя и внутренняя трубка 25, 27, неперфорированная перегородка 26, полимерная перфорированная перегородка 28, штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 36, 37, штуцер для отвода ретентата 38, крышка 39, вертикальная перегородка 43, внешняя отводная трубка 50 могут быть изготовлены из капролона и углепластика. Подложки мембран 21 изготовлены из листа ватмана.

Непористые пленки 21 могут быть изготовлены из полиэтилена и полиэтилена высокой плотности. Дренажные сетки, являющиеся анодом 48 и катодом 23, могут быть выполнены из графитовой ткани типа «Вискум».

Прикатодная и прианодная мембраны 22 и 49 могут быть изготовлены в виде ленты из мембран следующих типов в зависимости от прикладываемого градиента давления для обратного осмоса, ультрафильтрации, нанофильтрации и микрофильтрации: МГА-95, МГА-70П, МГА-80П, МГА-90П, МГА-95П-Н, МГА-95П-Т, МГА-100П, ОПМ-К, ESPA, УАМ-150П, УАМ-300П, УАМ-500П, УАМ-1000П, УГТМ-200, УПМ-П, УПМ-ПП, УФМ-100, УФМ-П, УФМ-ПТ, ОГТМН-К, ОПМН (ОФМН)-П, МФФК-0, МФФК-3.

Сетка-турбулизатор охлаждающей воды 47 и сетка-турбулизатор 20 могут быть изготовлены из пластмассы или углепластика, обеспечивают необходимую турбулизацию разделяемого раствора и охлаждающей воды.

Клеевая композиция 30 может быть изготовлена из эпоксидной смолы или вглагостойкого клея.

В качестве охлаждающей воды может использоваться водопроводная и дистиллированная вода с температурой от 278 до 288 K.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, подается через штуцер подачи исходного раствора 10, фиг. 2, 4, далее через сквозную проточку в центре крышки 39, фиг. 2 под перфорированную трубку 14, разделенную на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 43, прокачивается в ней и через эллиптические проточки 33, фиг. 10 поступает в пространство, где расположена сетка-турбулизатор 20, по разные стороны, от которой расположены прианодные и прикатодные мембраны 49, 22, образующие межмембранный канал, по всей длине которого циркулирует раствор, поступающий по эллиптической малой щели 31, фиг. 2 во внутрь внутренней трубке 27, фиг. 7, 8 далее отводится по внутреннему пространству штуцера для отвода ретентата 38.

В этот же момент времени к дренажным сеткам, являющимся катодом 23 и анодом 48, фиг. 7 включением устройства для подвода электрического тока 24, фиг. 2 через электрические провода 29 соединенными через герметизирующую заливку 46 внешней отводной трубки 50, которые проходят через коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата 44, 45, фиг. 6, далее проходящие через отверстия 41 в фиксирующей прокладке 40, затем между неперфорированной перегородкой 26, фиг. 7 внешней и внутренней трубками 25, 27 соответственно и полимерными перфорированными перегородками 28 через отверстия 34, фиг. 7 к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с заданной плотностью тока.

Раствор, двигаясь турбулизируется при помощи сетки-турбулизатора 20 фиг. 7, 9, 10, 11, установленной в межмембранном канале около поверхности прианодных и прикатодных мембран 49, 22 в зависимости от схемы подключения дренажных сеток, являющихся анодом 48 и катодом 23 в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус».

В межмембранном канале фиг. 9, 10, растворенное в исходном растворе вещество диссоциирует на ионы, - анионы и катионы и под действием электрического тока и градиента давления проникают совместно с растворителем сквозь поры прианодных и прикатодных мембран 49, 22 соответственно и подложки мембран 21, попадая в пространства, где расположены дренажные сетки, являющиеся анодом 48 и катодом 23 в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус» соответственно.

Полученный таким образом прианодный и прикатодный пермеат самотеком отводится через отверстия 34, фиг. 8 в полимерной перфорированной перегородке 28, на которую уложены концы дренажных сеток, являющихся анодом 48 и катодом 23, фиг. 7 в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус», попадая в коллекторы для отвода прианодного и прикатодного пермеата 44, 45 соответственно, далее отводятся через отверстия 41, фиг. 6 фиксирующей прокладки 40 по продолжающимся коллекторам для отвода прианодного и прикатодного пермеата 44, 45 и выводятся через штуцера для отвода прианодного и прикатодного пермеата 37, 36, фиг. 4 в виде кислот и оснований соответственно.

Одновременно с подачей исходного раствора, через штуцера для ввода и вывода охлаждающей воды 4, 13, фиг. 1, 2, расположенные от горизонтальной оси в сечении под углами π/2 и 3π/2 соответственно, а от торцевых поверхностей корпуса аппарата 1, глухой и разъемной на расстоянии 95 мм от края, заполняется коллектор для протекания охлаждающей воды, образованный между корпусом аппарата 1, изготовленным в виде цилиндрической обечайки, одна из торцевых поверхностей которого глухая, непористой пленкой 19, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляющих по форме равносторонние треугольники, внешних трубок 25, перфорированной трубки 14 и крышки 39, фиг. 2.

Исходный раствор, протекая по всему межмембранному каналу, где расположена сетка-турбулизатор 20, фиг. 7, 9, 10, 11, очищается от катионов и анионов, попадая через эллиптические малые щели 31, фиг. 7 внутрь внутренней трубки 27 и штуцера для отвода ретентата 38, фиг. 2. 6 и выводится в виде ретентата.

Под повышением качества, эффективности разделения растворов, улучшении охлаждения прикатодного, прианодного пермеата понимается возможность при данном конструктивном исполнении электробаромембранного аппарата рулонного типа, фиг. 1, 2 совместить электробаромембранное разделение растворов с процессом более интенсивного охлаждения пермеата, чем в патенте № RU 2487746 С1, 20.07.2013, МПК B01D 61/42, за счет изготовления непористой пленки 19, фиг. 12, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляющих по форме равносторонние треугольники при интенсивном прокачивании раствора через коллектор для протекания охлаждающей воды - с большей скоростью через штуцера для ввода и вывода охлаждающей воды 4, 13, фиг. 3.

Необходимость охлаждения прикатодного и прианодного пермеата заключается в том, что исходный раствор, прокачиваемый в межмембранном канале аппарата над поверхностью прикатодных и прианодных мембран 22 и 49 соответственно, фиг. 9 и прошедший через их поры с температурой от 293 до 313 K, подложки мембран 21 и попадающий в пространство, где расположены дренажные сетки, являющиеся катодом 23 и анодом 48 и проходящие самотеком через дренажные каналы, образованные пространством между непористыми пленками 19 и подложками мембран 21, охлаждается через теплопередающую стенку, которой является непористая пленка 19, имеющая насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляющие по форме равносторонние треугольники, при помощи охлаждающей воды с температурой от 278 до 288 К.

Простота и удобство технического обслуживания и замены рулонного элемента 2, фиг. 2, 3 электробаромембранного аппарата рулонного типа, достигается за счет выполнения корпуса 1, фиг. 2 в виде цилиндрической обечайки, одна из торцевых поверхностей которого глухая, а вторая выполнена разъемной, являющаяся крышкой 39, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка 8, в отличии от конструкции представленной в патенте № RU 2487746 С1, 20.07.2013, МПК B01D 61/42.

Рулонный элемент 2, фиг. 2, 5 аппарата создан навивкой приклеенных к перфорированной трубке 14 по краю перфорации эллиптических проточек 33, фиг. 2, 11 по разные стороны от сетки-турбулизатора 20, прианодных, прикатодных мембран 49, 22, подложек мембран 21, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом 48, 23 и непористых пленок 19 соответственно вокруг перфорированной трубки 14 и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 43, на концах навивки рулонного элемента 2 по всей ширине прианодные и прикатодные мембраны 49, 22, фиг. 7 соответственно приклеены у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей 31, фиг. 2 без их пропуска внутренней трубки 27, а непористые пленки 19 приклеены у выделенного участка на всю длину эллиптической большой щели 32 внешней трубки 25.

На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата рулонного типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например обратный осмос, ультрафильтрацию, нанофильтрацию, микрофильтрацию.

Электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из корпуса, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей воды, перфорированной трубки, непористых пленок, сеток-турбулизаторов, подложек мембран, прикатодных и прианодных мембран, дренажных сеток, являющихся катодом и анодом, устройства для подвода электрического тока, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок с отверстиями, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, штуцеров для отвода ретентата, вертикальной перегородки, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, отличающийся тем, что корпус аппарата изготовлен в виде цилиндрической обечайки, одна из торцевых поверхностей которого глухая и с внутренней ее стороны в ней имеются несквозные проточки в центре под перфорированную трубку и под расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2, соответственно, внешние трубки, а вторая выполнена разъемной, являющаяся крышкой, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка, при этом с внутренней ее стороны имеются сквозные проточки в центре под перфорированную трубку и расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2, соответственно, внешние трубки, перфорированная трубка выполнена с перфорацией в виде эллиптических проточек, а с крышкой уплотняется посадочной прокладкой, с внешней стороны крышки вкручены на резьбе штуцер подачи исходного раствора, а также внешние отводные трубки, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата, таким образом создавая коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата, в которых расположены электрические провода, далее проходящие через отверстия в фиксирующей прокладке, затем между неперфорированной перегородкой, внешней и внутренней трубками, перфорированными эллиптической большой и малой щелью соответственно, и соединенные через отверстия полимерной перфорированной перегородки с дренажными сетками, являющимися анодом и катодом соответственно, а также соединенные через герметизирующую заливку внешней отводной трубки с устройством для подвода электрического тока, коллекторы для отвода прианодного и прикатодного пермеата в сечении ограничены внешней и внутренней трубками, а также неперфорированной перегородкой и полимерными перфорированными перегородками, расположенными на всю длину внешней и внутренней трубок и расположенными соответственно от горизонтальной оси в сечении под углами 0, 5π/6, 7π/6 и π, π/6, 11π/6, соответственно, а на всю длину эллиптической большой щели на полимерные перфорированные перегородки последовательно уложены дренажные сетки, являющиеся анодом и катодом, подложки мембран, прианодные и прикатодные мембраны, соответственно приклеенные у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей без их пропуска, торцы внешней и внутренней трубок с неперфорированными перегородками и полимерными перфорированными перегородками с одной стороны упираются в фиксирующую прокладку, а с другой стороны - в малую торцевую прокладку, причем коллекторы для отвода прианодного, прикатодного пермеата, полость внутренней трубки и полость перфорированной трубки, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой на расстоянии от края эллиптической малой щели до малой торцевой и торцевой прокладки, заполнены клеевой композицией, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, на каждой внешней отводной трубке на расстоянии 15 мм от края ее торца вмонтированы на резьбе штуцеры для отвода прикатодного, прианодного пермеата, развернутые друг относительно друга на угол 180 градусов соответственно, пространство, образованное между корпусом аппарата и непористой пленкой, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляющие по форме равносторонние треугольники, а также внешние трубки, перфорированная трубка и крышка создают коллектор для протекания охлаждающей воды, между непористыми пленками расположены сетки-турбулизаторы охлаждающей воды, а рулонный элемент аппарата создан навивкой приклеенных к перфорированной трубке по краю перфорации эллиптических проточек по разные стороны от сетки-турбулизатора, прианодных, прикатодных мембран, подложек мембран, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом, и непористых пленок соответственно вокруг перфорированной трубки, на концах навивки рулонного элемента по всей ширине прианодные и прикатодные мембраны соответственно приклеены у выделенного участка всего контура эллиптических малых щелей без их пропуска внутренней трубки, а непористые пленки приклеены у выделенного участка на всю длину эллиптической большой щели внешней трубки, штуцер для отвода ретентата уплотнен с внешней и внутренней трубкой при помощи фиксирующей прокладки и кольца резинового, крышка с корпусом аппарата уплотнены при помощи ответного прижимного фланца с помощью болтов, гаек и шайб, равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, штуцеры для ввода и вывода охлаждающей воды расположены от горизонтальной оси в сечении под углами π/2 и 3π/2, соответственно, а от торцевых поверхностей корпуса аппарата, глухой и разъемной - на расстоянии 95 мм от края, торцевая поверхность последовательной навивки рулонного элемента по разные стороны от сетки-турбулизатора прианодных, прикатодных мембран, подложек мембран, дренажных сеток, являющихся анодом и катодом, и непористых пленок соответственно вокруг перфорированной трубки проклеена клеевой композицией, состоящей из эпоксидной смолы или влагостойкого клея, фиксация торцевой поверхности навивки рулонного элемента обеспечена антителескопической решеткой и втулкой, расположенными на перфорированной трубке, резиновая манжета расположена на рулонном элементе в месте упора на корпус аппарата, на штуцере для вывода охлаждающей воды размещена гайка для крепления к трубопроводу установки, а для герметизации крышки с корпусом аппарата также установлена герметизирующая прокладка.



 

Похожие патенты:

Устройство для обработки одной текучей среды, снабженное по меньшей мере одной удлиненной пленкой. Пленка изготовлена из теплопроводящей пленки, мембранной пленки или из их комбинации.

Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано в процессах очистки сточной воды методом обратного осмоса. Устройство для очистки сточных вод содержит устройство обратного осмоса, емкость - усреднитель очищенной воды, насос, магнитные клапаны, запорную арматуру, расширительный бак, сетчатый фильтр, устройство обратного осмоса первой ступени, отстойник обратного осмоса, накопительную емкость концентрата с погружным насосом, устройство обратного осмоса второй ступени, при этом используют обратноосмотические мембраны рулонного типа с открытым каналом, в которых отсутствует турбулизирующая сетка, а устройство обратного осмоса второй ступени выполнено с возможностью циркуляции в нем концентрата.

Модуль обратного осмоса для получения сверхчистой воды содержит трубу с дном и крышкой и расположенную в трубе мембрану обратного осмоса с пермеатной собирающей трубой.

Изобретение относится к мембранным аппаратам рулонного типа и может быть использовано для фильтрации и обратного осмоса. Аппарат содержит коллекторы отвода прикатодного и прианодного пермеата, образованные пространством между полуцилиндрами корпуса аппарата, корпусом аппарата и полимерной перфорированной перегородкой с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине.

Изобретение относится к области водоподготовки и водоочистки, а именно к оборудованию, используемому в мембранных рулонных элементах для обратного осмоса и нанофильтрации.

Изобретение относится к области конструкции мембранного фильтрующего элемента рулонного типа (МЭ) для очистки жидких сред и способу его изготовления. Мембранный фильтрующий элемент рулонного типа для очистки воды в бытовых условиях характеризуется тем, что включает в себя центральную трубку с радиальными отверстиями по ее длине и спирально намотанный на нее мембранный пакет, состоящий из сложенной вдвое с наружным селективным слоем полупроницаемой полимерной мембраны и дренажного полотна для канала сбора и отвода фильтрата, турбулизаторной сетки для канала очищаемой воды, при этом сетка выполнена в виде не менее трех последовательно размещенных отрезков разной толщины.

Изобретение относится к фильтру для мембранной фильтрации жидкостей, в частности к рулонному фильтру с улучшенными фильтрующими характеристиками. .

Изобретение относится к фильтрации с контролем внутреннего засорения. .

Изобретение относится к конструкции мембранных ультра-микрофильтрационных элементов (МФРЭ), предназначенных для очистки технических и природных жидкостей от взвешенных в них частиц, коллоидов и бактерий.

Изобретение относится к конструкции мембранных фильтрующих рулонных элементов, предназначенных для разделения жидких сред. .

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации.

Изобретение относится к способу очистки аминокислот. Описан способ деминерализации нейтрализационным диализом смешанного раствора аминокислоты и соли, включающий подачу смеси раствора фенилаланина и хлорида натрия в среднюю секцию трехсекционного диализатора, ограниченную мембранами разной природы фунциональных групп с геометрически неоднородной профилированной поверхностью, подачу в режиме противотока через смежную с катионообменной мембраной секцию раствора фенилаланина, а через смежную с анионообменной мембраной секцию - раствора хлорида натрия.

Изобретение относится к мембранной технике и технологии, а именно к технике электродиализа. Способ изменения характеристик электродиализатора с чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, включающий подачу в электродные камеры электродиализатора раствора серной кислоты с концентрацией 0,025 М, в камеры обессоливания - 0,005-0,01 М раствора анилина в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, а в камеры концентрирования - раствора соли с концентрацией 0,0005-0,015 М, в которой анион кислотного остатка является окислителем, в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, при плотности тока равной 100-400 А/м2 в течение 60-120 мин, с последующим промыванием емкостей и камер электродиализатора дистиллированной водой, после чего электродиализатор выдерживают под током плотностью 100 А/м2 в течение 60 мин при подаче во все камеры электродиализатора 0,025 М раствора серной кислоты.
Настоящее изобретение относится к суспензиям, содержащим очень малое количество солей и содержащим, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния. Предложен способ получения суспензий, имеющих низкое содержание соли и включающих, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния, включающий стадии: обеспечение суспензии, содержащей, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния; доведение рН суспензии до величины 0,5-5, если рН суспензии, полученной на предыдущей стадии, не находится в указанном интервале; очистка суспензии с помощью электродиализа, причем устройство для электродиализа включает одну или более ячейку электродиализа, в каждой из которых область, содержащая продукт, отделена от области, содержащей католит, с помощью катионообменной мембраны, а расстояние между электродами составляет от 2 до 200 мм, и применяют потенциал от 5 до 1000 В.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методом электрофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и может быть использовано для деминерализации природных и сточных вод методом электродиализа в атомной энергетике, в электронной, медицинской, фармацевтической, химической, пищевой отраслях промышленности.

Изобретение относится к восстановлению лития из водных растворов, таких как сырьевые потоки, применяемые в производстве литий-ионных батарей, или образованные при извлечении лития из материалов на основе руды.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии. .
Наверх