Устройство для мембранной дистилляции

Авторы патента:

B01D2313/20 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2664061:

АБ СКАРАБ ДЕВЕЛОПМЕНТ (SE)

Изобретение относится к устройству для мембранной дистилляции. Устройство для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием одного или большего количества блоков, при этом каждый из блоков содержит пространство, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку, а с другой стороны мембрану, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, и вторую дискообразную стенку, при этом стенки расположены на разных сторонах мембраны и на расстоянии от нее, и вода выведена между первой стенкой и мембраной, а вторая стенка выполнена более холодной, чем вода, при этом первая дискообразная стенка также является мембраной, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, опорой для двух смежных мембран является общая рамка, пространство между мембранами имеет впускное для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстия, вторая стенка является частью камеры, образованной двумя параллельными стенками, камера имеет впускное отверстие для воды, которая холоднее воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие, а камеры расположены параллельно мембранам на обеих сторонах рамки. Технический результат – упрощение конструкции устройства для обеспечения эффективной замены поврежденных мембранных блоков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройству для мембранной дистилляции.

Во многих частях мира существует проблема отсутствия доступа к чистой воде. Известны устройства для очистки воды от загрязняющих веществ.

Одним из таких устройств является устройство для мембранной дистилляции. Мембранная дистилляция, так называемая МД для очистки воды, известна с 1980-х годов. Устройство мембранной дистилляции является устройством, которое содержит множество параллельных дискообразных блоков мембранной дистилляции. Каждый блок содержит первый водонепроницаемый диск, мембрану, параллельную диску, и второй водонепроницаемый диск, параллельный мембране. Вода может проходить через мембрану только в газообразном состоянии, другими словами, в виде воды в паровой фазе. Между первым диском и мембраной имеется поток теплой воды. Второй диск является более холодным, чем протекающая вода. Разница температур между водой и более холодным диском заставляет воду испаряться, проходить через мембрану и конденсироваться на другой более холодной стенке. Поверхностное натяжение воды приводит к тому, что вода не может проникать через мембрану. В патенте Швеции №8002233-8 описан такой блок мембранной дистилляции.

Мембранная дистилляция может использоваться во многих областях, и при ее использовании все нелетучие вещества, за исключением чистой воды, остаются в воде, подлежащей очистке. Таким образом, конденсированная вода освобождается от солей, частиц, бактерий, вирусов и т.д.

Устройство мембранной дистилляции состоит из нескольких упомянутых блоков, расположенных параллельно друг другу. Смежные блоки удерживаются вместе с помощью внешней рамки.

При повреждении мембраны вода, подлежащая очистке, протекает через мембрану в очищенную воду. В связи с этим поврежденную мембрану необходимо заменить. Это означает, что для замены поврежденного блока устройство мембранной дистилляции необходимо разобрать, а затем собрать снова. Это трудоемко и требует много времени.

Настоящее изобретение решает данную проблему.

Таким образом, изобретение относится к устройству для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием одного или большего числа блоков, при этом каждый из блоков содержит пространство, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку, а с другой стороны мембрану, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, и вторую дискообразную стенку, при этом стенки располагаются на разных сторонах мембраны и на расстоянии от нее, вода выводится между первой стенкой и мембраной, и вторая стенка выполнена более холодной, чем вода, и которое отличается тем, что первая дискообразная стенка также является мембраной, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, опорой для двух смежных мембран является общая рамка, пространство между мембранами имеет впускное отверстие для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие, вторая стенка является частью камеры, образованной двумя параллельными стенками, камера имеет впускное отверстие для воды, которая холоднее воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие, и камеры расположены параллельно мембранам на обеих сторонах рамки.

В дальнейшем изобретение описано более подробно, частично в связи с вариантом осуществления изобретения, показанном на прилагаемых чертежах, на которых:

на фиг. 1 показано устройство мембранной дистилляции согласно изобретению;

на фиг. 2 показан вид сверху мембранного блока.

На фиг. 1 показано устройство для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием одного или большего числа блоков 1, при этом каждый из блоков содержит пространство 2, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку 4, а с другой стороны - мембрану 3, через которую может проходить вода только в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, а также вторую дискообразную стенку 5, причем стенки 4, 5 расположены на разных сторонах мембраны 3 и на расстоянии от нее, при этом вода выводится между первой стенкой 4 и мембраной 3, и при этом вторая стенка 5 выполнена более холодной, чем вода. Согласно изобретению первая дискообразная стенка 4 также является мембраной, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии. Опора мембран 3, 4 обеспечена благодаря общей рамке 6. Пространство 2 между мембранами 3 4 имеет впускное отверстие для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие для воды. На фиг. 1 впускное отверстие показано стрелкой 7, а выпускное отверстие - стрелкой 8.

На фиг. 1 соответствующий блок показан слева, при этом ссылочные позиции являются одинаковыми, но снабжены апострофами. Как показано на фиг. 1, рамки 6, 6' с мембранами расположены на расстоянии друг от друга таким образом, что между рамками 6, 6' образовано пространство.

Вторая стенка 5 является частью камеры 9, образованной двумя параллельными стенками 5, 10. Камера 9 имеет впускное отверстие для воды более холодной, чем вода, подлежащая очистке, и обеспечена выпускным отверстием. На фиг. 1 впускное отверстие показано стрелкой 11, а выпускное отверстие показано стрелкой 12.

Камера 9 расположена в упомянутом пространстве между рамками 6, 6' параллельно мембранам 3, 3'.

Камера 15, изображенная пунктиром на фиг. 1, иллюстрирует то, что дополнительные камеры и дополнительные рамки с мембранами могут располагаться поочередно друг за другом, так что устройство мембранной дистилляции может включать в себя множество камер и рамок с мембранами.

Со ссылкой на рамку 6 справа на фиг. 1, вода, подлежащая очистке, в результате отводится между мембранами 3, 4. Кроме того, холодная вода отводится в камеру 9. Таким образом, поскольку стенка 10 камеры холоднее, чем вода, подлежащая очистке, вода в газообразном состоянии проходит через мембрану 3 и конденсируется на стенке 10 камеры. Конденсированная вода сливается вниз в сборный желоб 14 для очищенной воды, как показано стрелкой 13. Более холодная вода может охлаждаться и/или более теплая вода, подлежащая очистке, может нагреваться.

Благодаря расположению между двумя рамками 6, 6' с мембранами водяной пар, проходящий через мембрану 3', также сконденсируется на стенке камеры 9, показанной на фиг. 1 слева.

Для получения высокой теплопроводности камеры 9 предпочтительно выполняют из листового металла. Чтобы предотвратить охлаждение воды, подлежащей очистке, окружающей средой, каждая из рамок может быть выполнена из пластикового материала или любого другого подходящего материала с низкой теплопроводностью.

Камеры 9 и рамки 6 с мембранами соответствующим образом удерживаются вместе с помощью рамки 18, проходящей вокруг устройства мембранной дистилляции. Рамка 18 выполнена таким образом, что между каждой рамкой 6 и камерами 9, расположенными на каждой стороне рамки 6, имеется некоторый зазор. В результате, в случае повреждения мембраны рамку 6 можно отключить от подачи воды и легко извлечь из устройства мембранной дистилляции без затрагивания других рамок или камер 9.

На фиг. 2 показаны впускное отверстие 16 и выпускное отверстие 17, ведущие в пространство между мембранами 3,4. Соответствующим образом каждая камера снабжена соответствующими впускным и выпускным отверстиями.

Каждая камера может соединяться с водяным контуром по отдельности или с общим водяным контуром последовательно или параллельно. Рамки с мембранами также могут индивидуально соединяться с водяным контуром, содержащим воду, подлежащую очистке, или соединяться с общим водяным контуром последовательно или параллельно.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, опора для двух мембран 3, 4 осуществлена при помощи упомянутой рамки 6, к которой мембраны прикреплены таким образом, что образуется замкнутое пространство, в котором соединены упомянутое впускное отверстие 16 и выпускное отверстие 17.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления, упомянутая камера 9 образована упомянутыми двумя параллельными стенками 5, 10, которые прикреплены одна к другой по их периферии, так что образуется замкнутое пространство, с которым соединены упомянутые впускное отверстие 11 и выпускное отверстие 12.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления две или большее количество камер 9 расположены параллельно друг к другу и на расстоянии друг от друга, соответствующем ширине упомянутой рамки 6, поддерживающей мембраны 3, 4.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления рамка 6 с мембранами вставлена с возможностью извлечения между двумя смежными камерами 9.

Очевидно, что настоящее изобретение решает упомянутую вначале проблему.

Выше описаны несколько вариантов осуществления. Однако камеры 9 и рамки 6 с мембранами могут быть выполнены иначе, без отступления от функционирования устройства.

1. Устройство для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием множества блоков (1),

при этом каждый из блоков содержит пространство, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку (4, 4'), а с другой стороны мембрану (3, 3'), обеспечивающую возможность прохождения через нее воды в газообразном состоянии, но не в жидком состоянии, и вторую дискообразную стенку (10, 5),

при этом стенки расположены на разных сторонах мембраны и на расстоянии от нее,

вода подведена между первой стенкой (4, 4') и мембраной (3, 3'),

а вторая стенка (10, 5) выполнена более холодной, чем вода,

причем

первая дискообразная стенка (4, 4') также является мембраной, обеспечивающей возможность прохождения через нее воды в газообразном состоянии, но не в жидком состоянии,

опорой для двух смежных мембран (3, 4; 3', 4') является общая рамка (6),

пространство между мембранами имеет впускное отверстие (7, 7') для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие (8, 8'),

вторая стенка (10, 5) является частью камеры (9), образованной двумя параллельными стенками,

камера имеет впускное отверстие (11, 11') для воды, которая холоднее воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие (12, 12'), и

указанные камеры (9, 9') расположены параллельно мембранам на обеих сторонах рамки (6),

отличающееся тем, что

между каждой рамкой (6) и камерами (9), расположенными на каждой стороне рамки (6), выполнен зазор таким образом, что рамка (6) с мембранами вставлена с возможностью извлечения между двумя смежными камерами (9) без возможности воздействия на другие рамки (6) или камеры (9).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорой для двух мембран (3, 4; 3', 4') является указанная рамка (6), к которой мембраны прикреплены так, что образовано замкнутое пространство, с которым соединены упомянутые впускное отверстие (7, 7') и выпускное отверстие (8, 8').

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что упомянутая камера (9) образована упомянутыми двумя параллельными стенками, которые прикреплены друг к другу по их периферии, так что образовано замкнутое пространство, с которым соединены упомянутые впускное отверстие (11, 11') и выпускное отверстие (12, 12').

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что две или большее количество камер (9) расположены параллельно друг другу на расстоянии, соответствующем ширине упомянутой рамки (6), поддерживающей мембраны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической области фильтрующих элементов. Способ изготовления мембраны для тангенциальной фильтрации текучей среды, при этом указанная мембрана содержит: подложку, имеющую трехмерную структуру и образованную монолитным керамическим пористым телом, в котором выполнены пути для циркуляции фильтруемой текучей среды и разделительный фильтрующий слой, нанесенный на стенку циркуляционных путей, в котором трехмерную структуру подложки получают посредством аддитивной технологии, согласно которой трехмерную структуру подложки рассекают на участки при помощи программы компьютерного проектирования, при этом указанные участки создают поочередно в форме элементарных пластов, расположенных друг над другом и последовательно связанных между собой, при помощи повторения следующих двух этапов, на которых: а) наносят однородный сплошной слой порошка постоянной толщины, предназначенного для формирования керамического пористого тела на площади, превышающей рисунок сечения указанного формируемого пористого тела на уровне пласта; b) в соответствии с рисунком, определенным для каждого пласта, локально уплотняют часть нанесенного материала для создания элементарного пласта, при этом указанные два этапа повторяют для того, чтобы при каждом повторении одновременно связывать сформированный таким образом элементарный пласт с предыдущим пластом, постепенно наращивая требуемую трехмерную форму.

Изобретение относится к средствам очистки воды. Помповый блок системы обратноосмотического фильтрования содержит корпус 18, внутри которого установлены блок питания 19 и подключенные к нему насос 20, первый 21 и второй 22 датчики давления, контроллер 26, регулируемый клапан 23, электромагнитный клапан 24.

Заявляемая группа технических решений относится к области мембранного газоразделения. Способ мембранного газоразделения, включающий сжатие исходной газовой смеси в ступенях компрессора, подачу газа из промежуточной ступени сжатия в газоразделительное устройство с мембранными элементами, разделение потока газовой смеси на пермеат и ретентат, повышение давление пермеата, покинувшего газоразделительное устройство и подачу пермеата в промежуточную ступень сжатия, предшествующую газоразделительному устройству, при этом давление пермеата повышают первым запорно-регулирующим устройством, часть пермеата, покинувшего газоразделительное устройство, отводят через второе запорно-регулирующее устройство, часть ретентата после газоразделения подают на вход газоразделительного устройства.

Изобретение относится к области микрофильтрационных установок. Фильтрационный модуль содержит пакет из двух разделителей.

Изобретение относится к процессам прямого осмоса, в частности к концентрированию различных технологических потоков, например рассолов в бассейнах. Мембранное устройство для проведения прямого осмоса приспособлено для погружения в бассейн для испарения соленой воды под действием солнечной радиации для предварительного концентрирования рассола.

Изобретение относится к способу изготовления и сборки половолоконных модулей. Половолоконный фильтрующий картридж, содержащий множество кластеров полых волокон, причем каждый кластер содержит множество полых волокон, расположенных параллельно друг другу, причем каждый кластер имеет первый конец кластера и второй конец кластера, оболочку корпуса, причем указанная оболочка имеет первый конец и второй конец, причем каждый конец оболочки имеет отверстие, первую торцевую крышку оболочки, причем указанная крышка закрывает отверстие в указанном первом конце оболочки корпуса, причем указанная крышка имеет множество отверстий торцевой крышки, и вторую торцевую крышку оболочки, причем указанная крышка закрывает отверстие в указанном втором конце оболочки корпуса, причем указанная крышка имеет множество отверстий торцевой крышки, причем указанные кластеры установлены параллельно друг другу внутри указанной оболочки корпуса, причем каждый кластер имеет участок, вставленный в отверстие торцевой крышки, выполненное в указанной первой торцевой крышке оболочки корпуса и закупоренное относительно указанного отверстия посредством заливочного вещества или закрепляющего вещества, причем каждый кластер имеет второй участок, вставленный в отверстие, выполненное в указанной второй торцевой крышке оболочки корпуса и закупоренное относительно указанного отверстия посредством заливочного вещества или закрепляющего вещества, причем каждая торцевая крышка оболочки изготовлена из материала, коэффициент теплового расширения которого достаточно близок к коэффициенту теплового расширения заливочного вещества или закрепляющего вещества так, что, когда указанный картридж подвержен стерилизации паром или стерилизации в автоклаве, трещины или отверстия не возникают (a) ни в торцевой крышке оболочки или области, занимаемой заливочным веществом или закрепляющим веществом, (b) ни между крышкой и областью, занимаемой заливочным веществом или закрепляющим веществом.

Изобретение относится к области физической химии, вакуумной технике, управляемого термоядерного синтеза и предназначено для поддержания требуемого вакуума в вакуумном объеме термоядерных установок и удаления из них остатков топлива: изотопов водорода дейтерия и трития, а также для откачки вакуумных систем, в которых изотопы водорода служат рабочим газом.

Изобретение относится к физической химии, вакуумной технике, термоядерной энергетике и может быть использовано для выделения изотопов водорода из газовых смесей, а также для откачки вакуумных систем, в которых изотопы водорода служат рабочим газом.

Изобретение относится к мембранным сепарационным узлам. Мембранный сепарационный узел содержит множество мембранных сепарационных модулей, каждый модуль из которых содержит множество мембранных элементов, множество мембранных сепарационных модулей расположены рядами, количество которых составляет от двух до двадцати, и каждый ряд содержит множество мембранных сепарационных модулей, расположенных параллельно друг другу, систему направления исходного потока снаружи мембранных сепарационных модулей, включающую в себя один или два подающих коллектора, выполненных с возможностью подачи исходного потока на множество мембранных сепарационных модулей, систему направления шламного потока снаружи множества мембранных сепарационных модулей, включающую в себя один или два шламных коллектора, выполненных с возможностью подачи шламного потока в сторону от множества мембранных сепарационных модулей, и систему направления пермеатного потока снаружи множества мембранных сепарационных модулей, при этом два из рядов напрямую соединены друг с другом по текучей среде.

Изобретение относится к технологиям очистки и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды, для бытового и/или питьевого водоснабжения, с рециркуляцией и пневматическим запуском и предназначено для использования в бытовых и/или промышленных условиях, на дачных и садовых участках.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ выделения водного раствора глюканов из содержащего глюканы и биомассу водного ферментационного бульона на фильтрационной установке.
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Способ получения безлактозного или низколактозного молочного продукта включает гидролиз лактозы в молочном сырье, ультрафильтрацию гидролизованного молочного сырья, чтобы сконцентрировать белки в УФ-ретентате и получить УФ-пермеат, содержащий сахара, нанофильтрацию (НФ) УФ-пермеата для отделения сахаров в НФ-ретентат, а минералов в НФ-пермеат и получение безлактозного или низколактозного молочного продукта с заданной композицией и сладостью, содержащего УФ-пермеат, полученный на стадии b), и НФ-пермеат, полученный на стадии с), по существу без добавления воды и без добавления лактазного фермента в полученный молочный продукт для гидролиза остаточной лактозы в продукте.

Изобретение относится к способам очистки воды от растворенных органических веществ и может быть использовано для очистки природных и сточных вод. Способ включает каталитическое окисление компонентов водного раствора в мембранном реакторе в присутствии растворенных газов-окислителей.

Изобретение относится к очистке воды с помощью мембран, в частности к средствам очистки высокомутных природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для пищевой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к области химии, а именно разделения жидких смесей, и может применяться в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. .

Изобретение относится к очистке воды с помощью мембран, в частности к средствам очистки высокомутных природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для пищевой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к области химии, а именно разделения жидких смесей, и может применяться в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. .

Изобретение относится к газодобывающей отрасли, а именно к выделению метанола из водно-метанольных технологических смесей (рефлюкса) для повторного использования, и может быть использовано в области добычи природного газа.

Изобретение относится к устройству для мембранной дистилляции. Устройство для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием одного или большего количества блоков, при этом каждый из блоков содержит пространство, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку, а с другой стороны мембрану, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, и вторую дискообразную стенку, при этом стенки расположены на разных сторонах мембраны и на расстоянии от нее, и вода выведена между первой стенкой и мембраной, а вторая стенка выполнена более холодной, чем вода, при этом первая дискообразная стенка также является мембраной, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, опорой для двух смежных мембран является общая рамка, пространство между мембранами имеет впускное для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстия, вторая стенка является частью камеры, образованной двумя параллельными стенками, камера имеет впускное отверстие для воды, которая холоднее воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие, а камеры расположены параллельно мембранам на обеих сторонах рамки. Технический результат – упрощение конструкции устройства для обеспечения эффективной замены поврежденных мембранных блоков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх