Мембранный аппарат

т США У 396501 1976. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 33/23-26.83. Бюл. Иф 30осарев, С.В.%еляков,в, В,Г.Карачевцев, Л,Г.Ко"П.Черепанов и В.К.Беляковюзный ордена Трудового Красни научно-исследовательскийинтетических смол7-278,002,73.532.711(088,8)тнерский Ю, И. Обратныйьтрафильтрация. М., "Химия"(21) 33197 (22) 06.07 (46) 15.08 (72) В.А.К А.В.Гурыле сицкая, В. (71) Всесо ного Знаме институт с (53) 66,06(54)(57) МЕМБРАННЬЙ АППАРАТ, состоящий из.корпуса со штуцерами ввода раз.деляемой смеси и вывода продуктов,мембранного элемеята, выполненного в виде герметизированного по трем сторонам сложенного гармошкой пакета из двух плоских полупроницаемых мембран и размещенного между ними дренажа, а также обоймы из отвержденного герметика, в которой закреплена негерметизированная сторона пакета, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью пбвышения производительности аппарата путем улучшения гидродинамических характеристик потока разделяемой смеси, аппарат снабжен непроницаемой перегородкой, расположенной между корпусом и мембранным элементом, а также непроницаемым чехлом, располо- с. женным вокруг незакрепленной части Е мембранного элемента и герметично сочлененным с непроницаемой перегородкой.5 0 5 20 25 й Ю 36 35 46 45 50 103Изобретение относится к конструкциям мембранных массообменнцх устройств, а именно,к конструкции мембранных аппаратов плоскокамерноготипа.Зарубежный и отечественный опытпрактического использования мембран"ных массообменных устройств показывает, что,наибольшее распространение .ролучили аппараты рулонного, половолоконного, трубчатого и плоскокамерного типа. Основным преимуществомпоследних является тот факт, что дляих изготовления используют плоскуюлистовую мембрану. Технология изготовления такой мембраны является наи"более простой, а ее качество можетбыть легко и надежно проконтролировано простыми способами1,Недостатками этих устройств являются сложность и большая трудоемкостьсборки и замены мембран, что сдерживает широкое применение аппаратоатакой конструкции.Наиболее близким к предлагаемомуявляетсямембранный аппарат, состоящииз корпуса со штуцерами авода разделяемой смеси и вывода продуктов, мембранного элемента, выполненного в видегерметизированного по трем сторонамсложенного гармошкой пакета из двухплоских полупроницаемых мембран иразмещенного между ними дренажа, атакже обоймы из отвержденного герме"тика, а которой закреплена негермети"зированная.сторона пакета, Для этойконструкции характерны высокая плот"ность упаковки мембран в аппарате(до 1400 м /м э), быстрота и легкостьзамены вышедшего из строя элемента итехнологичность изготовления мембран"ного элемента 1 21,Однако при монтаже элемента в кор"пусе необходимо, чтобы между элемен"том и корпусом существовал монтажныйзазор, исключающий "травмирование"мембран о стенки Юорпуса; При длинеэлемента 800 мм зазор должен иметьминимальное значение 5 мм. Наличиеэтого зазора в аппарате приводит ктому, что часть разделяемой смесипроходит в пристенном пространствебез контакта с поверхностью мембраныи вцаодится из аппарата неразделенной. Перераспределение потока, крометого, приводит к снижению линейнойскорости потока над мембраной, к увеличению осадкообразоаания на поверхности мембраны и уменьшению живого сечения напорного канала. Это в своюочередь приводит к дальнейшему перераспределению основного потока всторону увеличения "паразитного" потока, (проходящего через аппарат безконтакта с поверхностью мембраны),что а конечном итоге может служитьпричиной полного выхода элемента изстроя. Кроме того, в известной конструкции для равномерного ввода раз"деляемой смеси в аппарат необходимасистема каналов-коллекторов в корпусе аппарата и два штуцера. Это обстоятельство усложняет конструкцию аппа"рата и затрудняет обаязку аппаратовпри соединении их в секции,В случае неравенства гидроаэродина"мических сопротивлений выводных линий, например, при залипании, наблюдается дисбаланс входящих потоков,что приводит к перераспределению потоков над поверхностями обеих сложенных в гармошку мембран и ухудшаетусловия разделения.Цель изобретения " повышение производительности .аппарата путем улучшения гидродинамических характеристикпотока разделяемой смеси,Цель. достигается тем, что мембранный аппарат, состоящий из корпуса соштуцерами авода разделяемой смеси ивывода продуктов, мембранного эле"мента, выполненного в виде герметизированного по трем сторонам сложенногогармошкой пакета из двух плоскихполупроницаемых мембран и размещенно"го между ними дренажа, а также обоймыиз отвержденного герметика, в которойзакреплена негерметизированная сто"рона пакета, снабжен непроницаемойперегородкой, расположенной между кор.пусом и мембраннымэлементом, а такженепроницаемым чехлом, расположеннымвокруг незакрепленной части мембран"ного элемента и герметично сочлененным с непроницаемой перегородкой,На фиг,1 схематически изображенпредлагаемый. аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Аппарат содержит корпус 1, какправило, прямоугольного сечения, снвб-.женный штуцерами 2 и 3 ввода разделяемой смеси и вывода концентрата соответственно.В корпусе смонтирован мембранный элемент 1, выполненный из двух полос мембраны, сложенных зигзагообразно. Между мембранами вложен лист дренаж" ного материала 5. Со стороны рабоче4 4Наличие перегородки в совокупности с чехлом приводит к тому, что вся разделяемая смесь попадает непосредственно в напорные каналы элемента, тем самым исключается возникновение "паразитных" потоков в аппарате, что существенно улучшает условия разделения смеси - отсутствует перераспределение потока, приводящее к снижению линейной скорости и осадкообразованию. Результатом этого является увеличение производительности аппарата и его надежности, Оптимальное расстояние от обоймы элемента до Перегородки составляет половину ширины элемента. Вводразделяемой смеси осуществляется с обеих боковых поверхностей элемента, параллельных плоскости листа. Поэтому уменьшение расстояния от обойм до перегородки приводит к увеличению гидроаэродинамического сопротивления на входе в элемент эа счет уменьшения сечения входного канала, Увеличение расстояния от обоймы до перегородки нерационально, поскольку на этом участке элемента существует все не-, достатки, характерные для известнойконструкции.В предлагаемом изобретении роль коллектора-распределителя играет зазор между обоймой и непроницаемой перегородкой. В этом случае для вво" ,да смеси достаточно одного штуцера, вместо двух в известной конструкции, и отпадает необходимость выполнения в стенках аппарата коллекторных пазов, Все это упрощает конструкцию аппарата в секции.Кроме того, непроницаемый чехол исключает возможность нарушения цело" стности мембраны при монтаже элемента в корпусе. Л-Ль х Ф ВНИИПИ Заказ 5702/7Тираж 688 Подписноевфилиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,3 103475 го слоя гофры мембран разделены полосками турбулизатора 6. ГоФрированные мембраны залиты герметиком в обойме 7. Иембраны склеены с дренажом по длине элемента 8 и по торцу 9 с образованием мембранного пакета, открытого по дренажному каналу со стороны обоймы 10. Напорный канал герметизирован со стороны обоймы. Эта операция выпол" няется при заливке пакета в обойме. 10В корпусе аппарата установлена непроницаемая перегородка 11, после сборки аппарата герметично перекры- вающая зазор между элементом и корпусом. 15Иембранный аппарат снабжен непроницаемым чехлом 12 на незакрепленной части длины элемента. С точки зрения технологичности чехол легче выполнить путем обертки элемента полимер- рО ной лентой с клейким слоем, но воз.можны и другие варианты, например заливка герметиком.В аппарате имеется также крышка 13, на которой расположен штуцер 14 для вывода пермеата.Иембранный аппарат работает следующим образом.Разделяемая смесь подается через штуцер 2 в корпус 1 аппарата и затем в напорные каналы элемента, поскольку воэможность движения смеси в пристенном пространстве исключается перегородкой 11, вытекание смеси иэ гофр пакета предотвращается непроницаемым чехлам 12. Далее смесь про 35ходит по напорным каналам и выводитсяс торца элемента через штуцер 3.Пошедший через мембраны компонент по дренажу движется к открытому концу 40 канала и через штуцер 14 выводитсяиз аппарата.