Мембранный аппарат для разделения многокомпонентных смесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 О 63/О Е ИЗОБРИДЕТЕЛ ЬСТВУ О К АВТОРСКОМ юл. %43й научно-исследов дородного сырья ов, И.Э.Гудцов и тельски 02.73:532.711(088.8)видетельство СССР01 0 13/ОО, 1975.й 54-14070, кл. В 01 О 53/ атам для окомпоей с исжет быть, нефтееской и ис пе различопору 6, родки 7 10 и две 14 соотчка 4 и 5 полых волоко емости, центральную ющие торцовые перег тнительные шайбы 9 и 12 с патрубками 13 и ратам окомесей с может тяной, мичеости. степеи 5 полых волокон раэ стей укладывают в полот льно к ценральной опо ыми углами к ней и/или ичных а 15 и е или рукция ап" ембранноления, с патрубка- эделяемой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ(57) Изобретение относится к аппар иффузионного разделения мно ентных жидких или газовых сме ользованием полых волокон и мо пользовано в газовой, нефтяно рерабатывающей, нефтехимиИзобретение относится к аппа для диффузного разделения мног понентных жидких или газовых см использованием полых волокон и быть использовано в газовой, неф нефтеперерабатывающей, нефтехи ской и других отраслях промышленн Цель изобретения - повышения ни разделения,На фиг.1 представлена конст парата; на фиг.2 - конструкция м го элемента в стадии его иэготов Аппарат содержит корпус 1 ми 2 и 3 для подвода и отвода раО, 1692626 А 1 других отраслях промышленности, Мембранный аппарат включает корпус с патрубками, два пучка полых волокон различных проницаемостей, две уплотняющих перегородки и две крышки с патрубками, Пучки полых волокон выполнены в виде полотен, смотанных в рулон, торцы волокон каждого из полотен с одной стороны закреплены в перегородках, а с другой выведены эа пределы противоположных перегородок, Волокна различных проницаемостей могут расголагаться под углом к оси аппарата и/или друг к другу. При прохождении через многослойный ряд чередующихся полотен, образованных волокнами различной прони.цаемости, исходная смесь практически одновременно обедняется теми компонентамисмеси, которые селективно извлекаются волокнами, имеющими различные проницаемости, у величивается степень разделения и у повышается концентрация выделяемых компонентов. 1 з.п,ф-лы, 2 ил,смеси, два и ной прониц две уплотня и 8, две упло кршки 11 и ветственно. Пучки 4 проницаемо 16 паралле под различн другу Полотна друга со см мента на ве15 и 16 укладывают друг на щением относительно оси зле",ичину толщины перегородок 7ап дн 3 ц 40 45 50 и 8 с образованием с каждой стороны внутреннего 17 и внешнего 18 рядов торцов полотен, Обмаэка компаундом осуществляется только у внутренних рядов 17 торцов полотен 15 и 16 на ширину будущих перегородок 7 и 8, причем внутренние ряды 17 торцов полотен 15 и 16 заделываются в перегородки 7 и 8, За счет смещения полотен 15 и 16 два других ряда торцов полотен - внешние 18 остаются открытыми и выведены за перегородки 7 и 8. Открытые торцы волокон различных проницаемостей направлены в противоположные стороны по оси элемента. Далее полотна сворачивают в рулон, Компаунд при затвердевании образует уплотняющие перегородки. Мембранный элемент, полученный при затвердевании, устанавливают в корпус 1, закрепляют уплотняющие перегородки 7 и 8 в уплотнительных шайбах 9 и 10 и закрывают торцы корпуса 1 крышками 11 и 12.Аппарат работает следующим образом,В корпус 1 через патрубок 2 подают под давлением исходную смесь, На полых волокнах пучков 4 и 5 различных проницаемостей, материалы которых селективны к целевым компонентам, происходит разделение смеси, Прошедшие через стенки волокон под действием перепада давлений целевые компоненты отводятся по внутренним каналам полых волокон пучков 4 и 5 и собираются в противоположных торцах корпуса под крышками 11 и 12 и через патрубки 13 и 14 отводятся для дальнейшего использования,Смесь, не прошедшая через стенки волокон и обедненная целевь.ми компонентами (если компонентов более двух), выводится из аппарата через патрубок 3,Предлагаемая конструкция мембранного аппарата по сравнению с известной позволяет повысить эффективность разделения многокомпонентной смеси газов, Эффективность разделения смеси газов характеризуется степенью извлечения и чистотой извлекаемых компонентов и обеспечивается следующими конструктивными особенностями предлагаемого аппарата, В известных аппаратах с пучками волокон различных проницаемостей зоны разделения смеси разнесены в объеме аппарата и разделяемая смесь последовательно проходит обе эоны, При этом при разделении смеси отбор целевых компонентов осуществляется поочередно, что приводит к повышению поляризации концентрации труднопроницаемых компонентов в каждой зоне и, как следствие, к снижению чистоты извлекаемых компснентов, В отличие от этих аппаратов в предлагаемом аппарате эоны разделения смеси совмещены в объеме аппарата, При этом легкопроницаемые компоненты смеси извлекаются одновременно нэ разных типах волокон и концентрации легкопроницаемых компонентов снижаются одновременно, что приводит к уменьшению поляризации концентрации труднопроницаемых компонентов и, как следствие, к повышению чистоты извлекаемых компонентов,В известных аппаратах с пучками волокон различных проницаемостей укладка пучков полых волокон произведена не упорядоченно, в силу чего при прохождении разделяемой смеси через волокна образуются застойные зоны в пучках волокон и из-зэ этого не обеспечивается одновременное количественное и качественное разделение смеси газов, В предлагаемом аппарате укладка пучков волокон в полотна со смоткой их в рулон произведена упорядоченно, в силу чего при прохождении разделяемой смеси через чередующиеся слои волокон различных проницаемостей застойные зоны не образуются и благодаря этому обеспечивается более высокая степень количественного и качественного извлечения целевых компонентов. Движение поток разделяемой смеси через чередующиеся слои волокон в режиме многоступенчатого контакта в предлагаемом аппарате аналогичен процессу ректификации с многоступенчатым контактом фаз на тарелках, где с увеличением числа тарелок увеличивается как степень извлечения целевых компонентов, тэк и их чистота (концентрация). Формула изобретения 1. Мембранный аппарат для разделения многакомпонентных смесей, содержащий корпус с патрубками, два пучка полых волокон, концы которых закреплены в двух торцовых перегородках, и две крышки с патрубкэми, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени разделения, пучки выполнены из волокон различной проницаемости, один из концов которых заглушен, при этом в каждой торцовой перегородке закреплены открытые концы одного пучка и заглушенные концы другого пучка.2, Аппарат по п,1, отл и ч а ю щи йс я тем, что пучки полых волокон выполнены в виде полотен, совместно смотанных в рулон,, ул.Гагарина. 1 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж Заказ 4030ВНИИПИ Составитель А.СвитцовТехред М,Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Рэушская наб 4/5