Электробаромембранный аппарат рулонного типа

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа. Электробаромембранный аппарат рулонного типа, в котором внутри перфорированной трубки имеется герметично установленная поперечная перегородка, разделяющая перфорированную трубку на две равные части, на внешней поверхности которой имеется по четыре набора сквозных перфораций в виде эллиптических проточек, по периметру которых расположены большие полуэллипсы, выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, а на внутренней поверхности имеется четыре проточки полуэллиптические, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4), отверстия в фиксирующей прокладке выполнены в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями, на внутренней поверхности внутренней трубки имеется четыре проточки полуэллиптические и две проточки малые полуэллиптические, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки и распределенные от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4) и π/2, (-π/2) соответственно, в полимерной перфорированной перегородке имеются наряду с эллиптическими отверстиями и чередующиеся с ними отверстия проходные, на пленке, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины, в форме параллелограммов, имеются также насечки в виде синусоиды такой же глубины, в межмембранном канале рулонного элемента имеется герметично установленная с прикатодными и прианодными мембранами полимерная лента, проходящая от центра поверхности перфорированной трубки и до центра поверхности внутренней трубки, торцевые поверхности корпуса аппарата и крышки уплотнены через герметизирующие и уплотнительные прокладки при помощи ответного прижимного фланца с помощью болтов, гаек и шайб, равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, с обеих сторон от рулонного элемента на внешней поверхности перфорированной трубки имеются втулки, расположенные между антителескопической решеткой и крышкой. Технический результат - снижение гидравлического сопротивления в канале для отвода ретентата и прианодного, прикатодного пермеата, увеличение производительности и качества разделения растворов, увеличение площади прикатодных, прианодных мембран для разделения растворов, увеличение площади охлаждающей поверхности и степени охлаждения прикатодного, прианодного пермеата, снижение эффекта концентрационной поляризации. 15 ил., 1 табл.

 

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 2700379 С1, 16.09.2019, МПК B01D 61/46, B01D 63/10. Прототип состоит из штуцера подачи исходного раствора, герметизирующей заливки, крышки, ответного прижимного фланца, внешних отводных трубок, внутренних трубок, корпуса аппарата изготовленного в виде цилиндрической обечайки из диэлектрического материала, рулонного элемента, резиновой манжеты, внешних трубок, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, эллиптических щелей, малых и больших полуэллипсов, эллиптических проточек, антителескопической решетки, втулки, герметизирующей прокладки, болтов, шайб и гаек, уплотнительной прокладки, устройства для подвода электрического тока, штуцеров для отвода ретентата, фиксирующих прокладок, посадочных прокладок, штуцеров для отвода прианодного и прикатодного пермеата, пленок имеющих насечки, углубленные в половину от их толщины и составляющие по форме параллелограммы, вертикальных перегородок, перфорированной трубки, перегородок, дренажных сеток - катода и анода, прикатодных и прианодных мембран, подложек мембран, сеток-турбулизаторов, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, клеевой композиции, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок, эллиптических отверстий, отверстий. Недостатками аппарата является большое гидравлическое сопротивление в канале для отвода ретентата и прианодного, прикатодного пермеата, низкая производительность и качество разделения растворов, малая площадь прикатодных, прианодных мембран для разделения растворов, малая площадь охлаждающей поверхности, низкая степень охлаждения прикатодного, прианодного пермеата и высокая концентрационная поляризация.

Технический результат выражается - снижением гидравлического сопротивления в канале для отвода ретентата и прианодного, прикатодного пермеата, увеличением производительности и качества разделения растворов, увеличением площади прикатодных, прианодных мембран для разделения растворов, увеличением площади охлаждающей поверхности и степени охлаждения прикатодного, прианодного пермеата, снижением эффекта концентрационной поляризации, за счет изменения конструкции аппарата: состоящего из штуцера подачи исходного раствора, герметизирующей заливки, крышки, ответного прижимного фланца, внешних отводных трубок, внутренних трубок, корпуса аппарата изготовленного в виде цилиндрической обечайки из диэлектрического материала, рулонного элемента, резиновой манжеты, внешних трубок, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, эллиптических щелей, малых и больших полуэллипсов, эллиптических проточек, антителескопической решетки, втулки, герметизирующей прокладки, болтов, шайб и гаек, уплотнительной прокладки, устройства для подвода электрического тока, штуцеров для отвода ретентата, фиксирующих прокладок, посадочных прокладок, штуцеров для отвода прианодного и прикатодного пермеата, пленок имеющих насечки, углубленные в половину от их толщины и составляющие по форме параллелограммы, вертикальных перегородок, перфорированной трубки, перегородок, дренажных сеток - катода и анода, прикатодных и прианодных мембран, подложек мембран, сеток-турбулизаторов, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, клеевой композиции, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок, эллиптических отверстий, отверстий, отличающийся тем, что внутри перфорированной трубки 34 имеется герметично установленная поперечная перегородка 15 разделяющая перфорированную трубку 34 на две равные части, на внешней поверхности которой имеется по четыре набора сквозных перфораций в виде эллиптических проточек 17, по периметру которых расположены большие полуэллипсы 14 выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, а на внутренней поверхности имеется четыре проточки полуэллиптические 35, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4), отверстия 54 в фиксирующей прокладке 28 выполнены в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями, на внутренней поверхности внутренней трубки 6 имеется четыре проточки полуэллиптических 46 и две проточки малых полуэллиптических 53 проходящих по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4) и π/2, (-π/2) соответственно, в полимерной перфорированной перегородке 51 имеются наряду с эллиптическими отверстиями 52 и чередующиеся с ними отверстия проходные 49, на пленке 32, имеющей насечки углубленные в половину от ее толщины в форме параллелограммов имеются также насечки 55 в виде синусойды такой же глубины, в межмембранном канале рулонного элемента 8 имеется герметично установленная с прикатодными и прианодными мембранами 39, 43 полимерная лента 37, проходящая от центра поверхности перфорированной трубки 34 и до центра поверхности внутренней трубки 6, торцевые поверхности корпуса аппарата 7 и крышки 3 уплотнены через герметизирующие и уплотнительные прокладки 21, 25 при помощи ответного прижимного фланца 4 с помощью болтов 22, гаек 24 и шайб 23 равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, с обеих сторон от рулонного элемента 8 на внешней поверхности перфорированной трубки 34 имеются втулки 19, расположенные между антителескопической решеткой 18 и крышкой 3.

На фиг. 1 показан в разрезе электробаромембранный аппарат рулонного типа; на фиг. 2 - вид сверху; фиг. 3 - вид Г слева; фиг. 4 - вид Д справа; фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 1; фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 1; фиг. 7 - вид В увеличенный на фиг. 1; фиг. 8 - сечение Р-Р на фиг. 7; фиг. 9 - вид Ж увеличенный на фиг. 5; фиг. 10 - вид К увеличенный на фиг. 5; фиг. 11 - ступенчатый разрез Н-Н на фиг. 10; фиг. 12 - вид Л увеличенный на фиг. 5; фиг. 13 - вид T увеличенный на фиг. 12; фиг. 14 - вид E выносной элемент увеличенный на фиг. 1; фиг. 15 - развертка рулонного элемента со стороны межмембранного канала, показанного на фиг. 1.

Электробаромембранный аппарат состоит из штуцеров подачи исходного раствора 1; герметизирующих заливок 2; крышек 3; ответных прижимных фланцев 4; внешних отводных трубок 5; внутренних трубок 6; корпуса аппарата 7 изготовленного в виде цилиндрической обечайки из диэлектрического материала; рулонного элемента 8; резиновой манжеты 9; внешних трубок 10; штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды 11 и 20; эллиптических щелей 12 и 16; малых и больших полуэллипсов 13 и 14; поперечных перегородок 15; эллиптических проточек 17; антителескопической решетки 18; втулки 19; герметизирующих прокладок 21; болтов 22, шайб 23 и гаек 24; уплотнительных прокладок 25; устройства для подвода электрического тока 26; штуцеров для отвода ретентата 27; фиксирующих прокладок 28; посадочных прокладок 29; штуцеров для отвода прианодного 30 и прикатодного 31 пермеата; пленок 32 имеющих насечки, углубленные в половину от ее толщины и составляющие по форме параллелограммы; вертикальных перегородок 33; перфорированной трубки 34; полуэллиптических проточек 35; перегородок 36; полимерной ленты 37; дренажных сеток - катода 38 и анода 42; прикатодных 39 и прианодных 43 мембран; подложек мембран 40; сеток-турбулизаторов 41; сеток-турбулизаторов охлаждающей воды 44; клеевой композиции 45; проточек полуэллиптических 46; коллекторов для отвода прианодного 47 и прикатодного 48 пермеата; отверстий проходных 49; электрических проводов 50; полимерных перфорированных перегородок 51; эллиптических отверстий 52; проточек малых полуэллиптических 53; отверстий 54 выполненные в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями; насечек 55 в виде синусоиды.

Штуцеры подачи исходного раствора 1, крышки 3, ответные прижимные фланцы 4, внешние отводные трубки 5, внутренние трубки 6, корпус аппарата 7 изготовленный в виде цилиндрической обечайки, внешние трубки 10, штуцеры ввода и вывода охлаждающей воды 11 и 20, поперечные перегородки 15, антителескопические решетки 18, втулки 19, штуцеры для отвода ретентата 27, штуцеры для отвода прианодного 30 и прикатодного 31 пермеата, вертикальные перегородки 33, перфорированная трубка 34, перегородки 36, полимерные перфорированные перегородки 51 могут быть изготовлены из капролона и углепластика.

Подложки мембран 40 могут быть изготовлены из листа ватмана.

Пленки 32 могут быть изготовлены из полиэтилена и полиэтилена высокой плотности.

Дренажные сетки, являющиеся катодом 38 и анодом 42, могут быть выполнены из графитовой ткани типа «Вискум» или плетеной сетки выполненной из титана.

Прикатодная и прианодная мембраны 39 и 43 могут изготавливаться 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, УПМ-200, УПМ-П, УПМ-ПП, УФМ-100, УФМ-П, УФМ-ПТ, ОПМН-К, ОПМН (ОФМН)-П, МФФК-0, МФФК-3.

Сетка-турбулизатор охлаждающей воды 44 и сетка-турбулизатор 41 могут быть выполнены из пластмассы или углепластика обеспечивают необходимую турбулизацию разделяемого раствора и охлаждающей воды.

Клеевая композиция 45 и гермитизирующая заливка 2 могут быть изготовлены из эпоксидной смолы или влагостойкого клея.

Герметизирующие 21, уплотнительные 25, фиксирующие 28, и посадочные 29 прокладки могут быть выполнены из прокладочной резины или паронита.

Полимерная лента 37 может быть изготовлена из полиэтилена и полиэтилена высокой плотности.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор под давлением превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, подается через штуцер подачи исходного раствора 1, фиг. 1, 2, 3, 4, далее через сквозную проточку в центре крышки 3, фиг. 1 под перфорированную трубку 34 разделенную на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 33 прокачивается в ней до поперечной перегородки 15 и через эллиптические проточки 17, по периметру которых расположены большие полуэллипсы 14 выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, фиг. 1, 15 поступает в пространство, где расположена сетка-турбулизатор 41, фиг. 9, 15 по разные стороны, от которой расположены прианодные 43 и прикатодные 39 мембраны образующие межмембранный канал, по всей длине которого циркулирует раствор, поступающий по эллиптической щели 16, фиг. 1, 10 во внутрь внутренней трубки 6, далее отводится по внутреннему пространству штуцера для отвода ретентата 37, фиг. 1 создавая таким образом первый и второй контур разделения.

В этот же момент времени к дренажным сеткам, являющимся катодом 38 и анодом 42, фиг. 9, 10, 12 включением устройства для подвода электрического тока 26, фиг. 1 через электрические провода 50 соединенными через герметизирующую заливку 2 внешней отводной трубки 5, которые проходят через коллекторы для отвода прианодного 47, прикатодного 48 пермеата фиг. 10 далее проходящие через отверстия 54, выполненные в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями в фиксирующей прокладке 28, фиг. 7, 8 затем между перегородкой 36, фиг. 10, внешней 10 и внутренней 6 трубками соответственно и полимерными перфорированными перегородками 51 через эллиптические отверстия 52 и отверстия проходные 49, фиг. 10, 11 к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с заданной плотностью тока.

Раствор, двигаясь турбулизируется при помощи сетки-турбулизатора 41, фиг. 9, 10, 12, 13, 15 установленной в межмембранном канале около поверхности прианодных 43 и прикатодных 39 мембран в зависимости от схемы подключения дренажных сеток, являющихся анодом 42 и катодом 38 в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус».

В межмембранном канале, фиг. 9, 10, 12, 13 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 43 и прикатодных 39 мембран соответственно и подложки мембран 40 попадая в пространства, где расположены дренажные сетки, являющиеся анодом 42 и катодом 38 в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус» соответственно.

Полученный таким образом прианодный и прикатодный пермеат самотеком отводится через эллиптические отверстия 52 и отверстия проходные 49, фиг. 10, 11 в полимерной перфорированной перегородке 51, на которую уложены концы дренажных сеток, являющихся анодом 42 и катодом 38, в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус» попадая в коллекторы для отвода прианодного 47, прикатодного 48 пермеата, далее отводятся через отверстия 54, фиг. 7, 8 в фиксирующей прокладке 28, исполненные в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями по продолжающимся коллекторам для отвода прианодного 47 и прикатодного 48 пермеата и выводятся через штуцера для отвода прианодного 30 и прикатодного 31 пермеата, фиг. 2, 3, 4 в виде кислот, оснований и растворенных газов соответственно.

Растворенные газы, в прианодном и прикатодном пермеате, образуются в результате электрохимических реакций на электродах.

Исходный раствор поступает через штуцер подачи исходного раствора 1, фиг. 1 с правой и левой торцевых поверхностей корпуса аппарата 7, при этом за счет поперечных перегородок 15 и полимерной ленты 37, фиг. 6, 15 в аппарате образуются два контура разделения раствора.

Одновременно с подачей исходного раствора, через штуцера для ввода 11 и вывода 20 охлаждающей воды, фиг. 1, 2 расположенные от горизонтальной оси в сечении корпуса аппарата 7 под углами (-π/2) и π/2 соответственно, а от торцевых поверхностей корпуса аппарата 7 с разъемными фланцевыми соединениями на расстоянии 95 мм от края, заполняется коллектор для протекания охлаждающей воды. Коллектор для протекания охлаждающей воды образован между корпусом аппарата 7, пленкой 32, внешних трубок 10, перфорированной трубки 34, крышки 3 и втулки 19, фиг. 1, 5, 6.

Исходный раствор, протекая по всему межмембранному каналу, где расположена сетка-турбулизатор 41, фиг. 9, 10, 12, 13, 15 очищается от катионов и анионов, попадая через эллиптические щели 16, фиг. 1, 10 внутрь внутренней трубки 6 и штуцера для отвода ретентата 27, фиг. 1. 2, 3, 4 и выводится в виде ретентата.

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

Полимерная лента 37 герметично приклеена при скручивании рулонного элемента 8 к поверхностям прикатодных 39, прианодных 43 мембран.

При таком конструктивном исполнении электробаромембранного аппарата рулонного типа и расположения элементов в аппарате, фиг. 1-15 происходит снижение гидравлического сопротивления в межмембранном канале, канале для отвода ретентата, прианодного, прикатодного пермеата за счет наличия следующих конструктивных элементов, проточек полуэллиптических 35 и 46, проточек малых полуэллиптических 53, большая полуось эллипса которых направлена изнутри перфорированной трубки 34 и внутренней трубки 6 и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4) и π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4), π/2, (-π/2) соответственно, и наличия отверстий 54, выполненных в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями, фиг. 1-15, это позволяет свободно циркулировать разделяемому раствору по всему электробаромембранному аппарату рулонного типа от штуцера подачи исходного раствора 1 до штуцеров для отвода ретентата 27 и штуцеров для отвода прианодного и прикатодного пермеата.

Увеличение производительности и качества разделения растворов, увеличение площади прикатодных, прианодных мембран для разделения растворов, увеличение площади охлаждающей поверхности и степени охлаждения прикатодного, прианодного пермеата, снижение эффекта концентрационной поляризации при конструктивном исполнении электробаромембранного аппарата рулонного типа, фиг. 1-15, по сравнению с аппаратом прототипом достигается за счет наличия конструктивных элементов: внутри перфорированной трубки 34 имеется герметично установленная поперечная перегородка 15 разделяющая перфорированную трубку 34 на две равные части, на внешней поверхности которой имеется по четыре набора сквозных перфораций в виде эллиптических проточек 17, по периметру которых расположены большие полуэллипсы 14 выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, а на внутренней поверхности имеется четыре проточки полуэллиптические 35, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4), отверстия 54 в фиксирующей прокладке 28 выполнены в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями, на внутренней поверхности внутренней трубки 6 имеется четыре проточки полуэллиптических 46 и две проточки малых полуэллиптических 53 проходящих по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенных от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, (-π/4), (-3π/4) и π/2, (-π/2) соответственно, в полимерной перфорированной перегородке 51 имеются наряду с эллиптическими отверстиями 52 и чередующиеся с ними отверстия проходные 49, на пленке 32, имеющей насечки углубленные в половину от ее толщины в форме параллелограммов имеются также насечки 55 в виде синусоиды такой же глубины, в межмембранном канале рулонного элемента 8 имеется герметично установленная с прикатодными и прианодными мембранами 39, 43 полимерная лента 37 проходящая от центра поверхности перфорированной трубки 34 и до центра поверхности внутренней трубки 6, торцевые поверхности корпуса аппарата 7 и крышки 3 уплотнены через герметизирующие и уплотнительные прокладки 21, 25 при помощи ответного прижимного фланца 4 с помощью болтов 22, гаек 24 и шайб 23 равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, с обеих сторон от рулонного элемента 8 на внешней поверхности перфорированной трубки 34 имеются втулки 19, расположенные между антителескопической решеткой 18 и крышкой 3 и следующих расчетных параметров, которые представлены в таблице.

Результаты расчета площади разделения растворов и площади охлаждающей поверхности в электробаромембранных аппаратах (представленный в данной работе и прототипа) представлены в таблице.

где а, апл - длина мембраны и пленки, м; b, bпл - ширина мембраны и пленки, м; n- - количество прикатодных мембран и пленок около дренажной сетки - катода, шт.; n+ - количество прианодных мембран и пленок около дренажной сетки - анода, шт.; n - общее количество мембран и пленок около дренажных сеток - катода и анода, шт.; , - общая площадь прикатодных мембран и пленок около дренажной сетки - катода, м2; , - общая площадь прианодных мембран и пленок около дренажной сетки - анода, м2; Fобщ., Fпл.общ. - общая площадь разделения и общая площадь охлаждающей поверхности, м2.

Увеличение площади прикатодных, прианодных мембран и как следствие общей площади разделения раствора и общей площади охлаждающей поверхности по сравнению с аппаратом-прототипом в два раза, позволяет увеличить производительность и качество разделения растворов и степень охлаждения прикатодного, прианодного пермеата.

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 штуцера подачи исходного раствора, герметизирующей заливки, крышки, ответного прижимного фланца, внешних отводных трубок, внутренних трубок, корпуса аппарата, изготовленного в виде цилиндрической обечайки из диэлектрического материала, рулонного элемента, резиновой манжеты, внешних трубок, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, эллиптических щелей, малых и больших полуэллипсов, эллиптических проточек, антителескопической решетки, втулки, герметизирующей прокладки, болтов, шайб и гаек, уплотнительной прокладки, устройства для подвода электрического тока, штуцеров для отвода ретентата, фиксирующих прокладок, посадочных прокладок, штуцеров для отвода прианодного и прикатодного пермеата, пленок, имеющих насечки, углубленные в половину от их толщины и составляющие по форме параллелограммы, вертикальных перегородок, перфорированной трубки, перегородок, дренажных сеток – катода и анода, прикатодных и прианодных мембран, подложек мембран, сеток-турбулизаторов, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, клеевой композиции, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, электрических проводов, полимерных перфорированных перегородок, эллиптических отверстий, отверстий, отличающийся тем, что внутри перфорированной трубки 34 имеется герметично установленная поперечная перегородка 15, разделяющая перфорированную трубку 34 на две равные части, на внешней поверхности которой имеется по четыре набора сквозных перфораций в виде эллиптических проточек 17, по периметру которых расположены большие полуэллипсы 14, выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, а на внутренней поверхности имеются четыре проточки полуэллиптические 35, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенные от горизонтальной оси под углами , , (-), (-), отверстия 54 в фиксирующей прокладке 28 выполнены в виде двух полумесяцев с прямоугольными краями, на внутренней поверхности внутренней трубки 6 имеются четыре проточки полуэллиптические 46 и две проточки малые полуэллиптические 53, проходящие по всей длине образующих за исключением участка поперечной перегородки 15 и распределенные от горизонтальной оси под углами , , (-), (-) и , (-) соответственно, в полимерной перфорированной перегородке 51 имеются наряду с эллиптическими отверстиями 52 и чередующиеся с ними отверстия проходные 49, на пленке 32, имеющей насечки, углубленные в половину от ее толщины в форме параллелограммов, имеются также насечки 55 в виде синусоиды такой же глубины, в межмембранном канале рулонного элемента 8 имеется герметично установленная с прикатодными и прианодными мембранами 39, 43 полимерная лента 37, проходящая от центра поверхности перфорированной трубки 34 и до центра поверхности внутренней трубки 6, торцевые поверхности корпуса аппарата 7 и крышки 3 уплотнены через герметизирующие и уплотнительные прокладки 21, 25 при помощи ответного прижимного фланца 4 с помощью болтов 22, гаек 24 и шайб 23, равномерно расположенных по контуру фланцевого соединения, с обеих сторон от рулонного элемента 8 на внешней поверхности перфорированной трубки 34 имеются втулки 19, расположенные между антителескопической решеткой 18 и крышкой 3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа. Предлагается электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из корпуса, выполненного из диэлектрического материала, рулонных элементов, резиновой манжеты, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, болтов, гаек, шайб, уплотнительной прокладки, герметизирующей прокладки, штуцера подачи исходного раствора, посадочных прокладок, ответного прижимного фланца, перфорированной трубки, выполненной с перфорацией в виде эллиптических проточек, по периметру которых расположены полуэллипсы, торцевых прокладок, антителескопической решетки, втулки, пленок, имеющих насечки, углубленные в половину от ее толщины, сеток-турбулизаторов, подложек мембран, прикатодных и прианодных мембран, дренажных сеток, являющихся катодом и анодом, устройства для подвода электрического тока, внешних и внутренних трубок, перфорированных эллиптическими щелями, по периметру которых расположены полуэллипсы, перегородок, полимерных перфорированных перегородок, электрических проводов, клеевой композиции, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, штуцеров для отвода ретентата, крышки, фиксирующих прокладок с отверстиями, резиновых колец, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, герметизирующей заливки, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, внешних отводных трубок.

Изобретение относится к химической промышленности и охране окружающей среды. Сточные воды подвергают электродиализной обработке с получением обессоленной воды с пониженным содержанием органических ионов аммония и концентрат, содержащий органические ионы аммония.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа. Электробаромембранный аппарат трубчатого типа, состоящий из металлических стержней, соединенных по торцевой поверхности с одной стороны с металлической шпилькой и металлической сеткой, а с другой стороны с торцевыми, глухими, поверхностями монополярных электродов - анодов и катодов соответственно, которые выполнены в виде трубок такой же длины, как и трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно, металлической сетки, выполненной в виде свернутого цилиндра такой же длины, как цилиндрический корпус и расположенной между ним и цилиндрической обечайкой, торцевого фланца, выполненного в виде плоской круглой крышки, с внешней стороны которого имеются сквозные отверстия с резьбой под клемму устройства для подвода электрического тока - анода и штуцера вывода ретентата соответственно, в прижимной решетке так же, как и в торцевом фланце, имеются отверстия с резьбой, совпадающие относительно друг друга, в которых расположены клемма устройства для подвода электрического тока - анода и штуцер вывода ретентата соответственно, камеры разделения, образованной между прианодными и прикатодными мембранами, прижимными решетками, цилиндрической обечайкой и центральной трубкой, трубок с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами и внутри монополярными электродами - анодами и катодами соответственно, которые равномерно, с шагом в пятьдесят миллиметров, распределены по высоте аппарата в семи узлах по четыре штуки, расположены перпендикулярно цилиндрической обечайке и центральной трубке и зафиксированы в них при помощи кольцевых прокладок, уплотнение центральной трубки, цилиндрической обечайки и цилиндрического корпуса с ответным фланцем по торцевой поверхности с прижимными решетками произведено при помощи прокладок соответственно, а уплотнение торцевого фланца с прижимной решеткой произведено при помощи уплотнительных прокладок, болтов, гаек и шайб, отличающийся тем, что одна из торцевых поверхностей цилиндрического корпуса имеет ответный фланец, а вторая - глухая, при этом на глухой торцевой поверхности цилиндрического корпуса имеются сквозные отверстия с резьбой, совпадающие с такими же отверстиями в прижимной решетке, одно из которых под штуцер ввода исходного раствора, а второе для штуцера вывода прианодного пермеата, на внешней стороне цилиндрического корпуса с ответным фланцем имеется отверстие под штуцер вывода прикатодного пермеата, расположенного на расстоянии тридцати миллиметров по образующей от края торцевой поверхности, и отверстие под клемму устройства для подвода электрического тока - катода, расположенного в середине образующей цилиндрического корпуса с ответным фланцем, трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами и внутри монополярными электродами - анодами и катодами соответственно в каждом соседнем узле повернуты относительно центральной оси на угол сорок пять градусов относительно друг друга, на внешней стороне торцевого фланца в местах крепления болтов установлена металлическая пластина.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии. Электробаромембранный аппарат включает цилиндрический корпус с ответными и торцевыми фланцами, трубные решетки, прижимные решетки, монополярные электроды-аноды, расположенные между трубными и прижимными решетками, монополярные электроды-катоды, расположенные между прижимными решетками и торцевыми фланцами, сборник прианодного пермеата, сборник прикатодного пермеата, образованный между прижимной решеткой и монополярным электродом-катодом, канал прикатодного пермеата, сквозные отверстия под трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами, клеммы устройства для подвода электрического тока, соединенные с электродом-анодом и электродом-катодом, штуцеры ввода исходного раствора, вывода ретентата и вывода прианодного пермеата, два штуцера вывода прикатодного пермеата, расположенные в сечении аппарата от горизонтальной оси под углами 3π/2 с его обеих торцевых сторон, правые щупы, расположенные внутри трубок с прикатодными мембранами и соединенные с двух торцевых сторон с катодом, и левые щупы, расположенные внутри трубок с прианодными мембранами и соединенные с двух торцевых сторон с анодом, при этом диаметр трубок с прикатодными мембранами в три раза больше диаметра трубок с прианодными мембранами.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа. Предлагается электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из корпуса, выполненного из диэлектрического материала, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей воды, перфорированной трубки, пленок, имеющих насечки, углубленные в половину от ее толщины, 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, рулонного элемента, резиновой манжеты, уплотнительной прокладки, герметизирующей прокладки, штуцера подачи исходного раствора, посадочных прокладок, ответного прижимного фланца, торцевых прокладок, антителескопической решетки, втулки, внешних трубок, перегородок, внутренних трубок, клеевой композиции, эллиптических щелей, эллиптических проточек, отверстий, торцевых прокладок, крышки, фиксирующих прокладок, отверстий в фиксирующих прокладках, колец резиновых, внешних отводных трубок, при этом перфорированная трубка изготовлена с перфорацией в виде эллиптических проточек, по периметру которых расположены полуэллипсы, выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, а на внутренней поверхности имеется восемь полуокружностей-проточек, проходящих по всей длине образующих и распределенных от горизонтальной оси под углами π/6, π/3, 2π/3, 5π/6, 7π/6, 4π/3, 5π/3, 11π/6 соответственно, отверстия в фиксирующей прокладке исполнены в виде двух полумесяцев с закругленными краями, на внутренней поверхности внутренней трубки имеется восемь полуокружностей-проточек, проходящих по всей длине образующих и распределенных от горизонтальной оси под углами π/6, π/3, 2π/3, 5π/6, 7π/6, 4π/3, 5π/3, 11π/6 соответственно, внешняя и внутренняя трубки перфорированы эллиптическими щелями, по периметру которых расположены полуэллипсы, выполненные на расстоянии 5 мм и 10 мм друг от друга соответственно, в полимерной перфорированной перегородке имеются эллиптические отверстия, пленки, имеющие насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляют по форме параллелограммы, штуцер для ввода охлаждающей воды смещен к разъемной торцевой поверхности корпуса аппарата на 25 мм, штуцер для вывода охлаждающей воды смещен к глухой торцевой поверхности корпуса аппарата на 25 мм.

Изобретение может быть использовано в мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации. Разделяемый раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер ввода исходного раствора 5 поступает в камеру разделения 28, которая образована между прианодными и прикатодными мембранами 18, 24, прижимными решетками 8 и 9, цилиндрической обечайкой 15 и центральной трубкой 22.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа. Конструкция аппарата состоит из корпуса с торцевыми и ответными фланцами, трубных решеток, монополярных электродов - анода и катода, прикатодных и прианодных мембран, сборников прианодного и прикатодного пермеата, клемм устройства для подвода электрического тока, штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, прианодного и прикатодного пермеата, прокладок, болтов, гаек и шайб, кольцевых прокладок, сетки-турбулизатора, трубок, причем торцевые фланцы выполнены в виде плоских круглых крышек, с внешней стороны которых в центре имеются сквозные отверстия с резьбой, в которую вкручены клеммы устройства для подвода электрического тока, касающиеся монополярных электродов - анода и катода, прижимные решетки уплотнены по краю окружности через уплотнительные прокладки по посадочной поверхности типа «шип-паз» с трубными решетками, между трубными решетками и прижимными решетками имеется зазор шириной 7 мм, образующий сборники прианодного и прикатодного пермеата, соединенные с каналами прианодного и прикатодного пермеата, расположенными в сечении аппарата под углами 3π/2 к горизонтальной оси и совпадающими с отверстиями в штуцерах вывода прианодного и прикатодного пермеата, вкрученных на резьбе в прижимные решетки, цилиндрический корпус с ответными фланцами соединен через прокладку с трубной решеткой по посадочной Технический результат - увеличение площади разделения растворов, увеличением производительности и качества разделения растворов, снижением материалоемкости на единицу объема аппарата.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа. Электробаромембранный аппарат трубчатого типа состоит из: цилиндрического корпуса с ответными и торцевыми фланцами, монополярных электродов - анодов и катодов, сборников прианодного и прикатодного пермеата, каналов прианодного и прикатодного пермеата, сквозных и несквозных отверстий под трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно, уплотнение трубных решеток через уплотнительные прокладки и прокладки с прижимными решетками и цилиндрическим корпусом с ответными фланцами соответственно осуществлено при помощи затяжки торцевых фланцев и ответных фланцев на цилиндрическом корпусе при помощи болтов, шайб и гаек, которые расположены на торцевых фланцах в их сечении под углами от горизонтальной оси 0, π/3, 2π/3, π, 4π/3 и 5π/3 соответственно, расположенные от края торцевых фланцев на расстоянии 15 мм, клемм устройства для подвода электрического тока, штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, штуцеров вывода прианодного и прикатодного пермеата, прокладок, щупов правого и левого цилиндрических, прижимных решеток, при этом между трубными решетками и прижимными решетками расположены монополярные электроды - анод и катод соответственно, в которых имеются сквозные отверстия под охлаждающие трубки, так же как и в прижимных решетках, уплотнение охлаждающих трубок осуществлено через кольцевые прокладки, клеммы устройства для подвода электрического тока, касаются монополярных электродов круглой формы - анодов и катодов соответственно, которые расположены в соответствующих им круглых посадочных областях в прижимных решетках на резьбе при расположении от горизонтальной оси в сечении аппарата под углом π/2, щупы правые и левые цилиндрические имеют сварное соединение у основания с монополярными электродами - анодами и катодами и размещенными в шахматном порядке в сечении аппарата, как и трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно, за исключением тех мест, где находятся охлаждающие трубки, которые от горизонтальной оси в сечении аппарата, ограниченного сектором от 0 до π/2, расположены в первом, третьем и пятом ряду и столбце соответственно на: - третьем, - первом, третьем, пятом, - третьем месте соответственно, так же как и в остальных секторах от π/2 до π, от π до 3π/2 и от 3π/2 до 2π при зеркальном отображении сектора от 0 до π/2 по вертикальной и горизонтальной оси в сечении аппарата, торцевые фланцы выполнены в виде плоских круглых крышек, с внешней стороны которых в центре имеются сквозные отверстия с резьбой, в которую вкручены штуцеры ввода и вывода охлаждающей жидкости, между торцевыми фланцами и прижимными решетками установлена ограничительная прокладка, создающая зазор для распределительного и собирающего каналов охлаждающей жидкости соответственно, каналов прианодного и прикатодного пермеата, которые образованы между трубными решетками и монополярными электродами - анодом и катодом соответственно, а трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно выполнены увеличенными диаметрами в два раза.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ производства гидроксида лития включает растворение фосфата лития в соляной кислоте.

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электрогиперфильтрации. Электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из корпуса, выполненного из диэлектрического материала, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей воды, перфорированной трубки, пленок, имеющих насечки, углубленные в половину от ее толщины, 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, рулонного элемента, резиновой манжеты, уплотнительной прокладки, герметизирующей прокладки, штуцера подачи исходного раствора, посадочных прокладок, ответного прижимного фланца, торцевых прокладок, антителескопической решетки, втулки, внешних трубок, перегородок, внутренних трубок, клеевой композиции, эллиптических щелей, эллиптических проточек, отверстий, торцевых прокладок, крышки, фиксирующих прокладок, отверстий в фиксирующих прокладках, колец резиновых, внешних отводных трубок, отличающийся тем, что перфорированная трубка изготовлена с перфорацией в виде эллиптических проточек, по периметру которых расположены полуокружности, выполненные на расстоянии 5 мм друг от друга, отверстия в фиксирующей прокладке исполнены в виде равносторонних треугольников, внешние и внутренние трубки соответственно изготовлены большими в 2 раза диаметрами, внешние отводные трубки, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата, также выполнены большими в 2 раза диаметрами, как и штуцера для отвода прикатодного, прианодного пермеата, внешняя и внутренняя трубки перфорированы эллиптической щелью соответственно, по периметру которых расположены полуокружности, выполненные на расстоянии 5 мм и 10 мм друг от друга соответственно, пленки, имеющие насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляют по форме ромбы, толщина сетки-турбулизатора увеличена на 20%.
Наверх