ES2234004T3 - Modulo de membrana para una instalacion de separacion por membrana. - Google Patents

Abstract

EL MODULO DE MEMBRANA COMPRENDE MEMBRANAS TUBULARES (6), LAS CUALES SE ENCUENTRAN EN ESTE MODULO DE MANERA ENROLLADA Y PLEGADA (8). ASI SE CONSIGUE UNA MAYOR SUPERFICIE TOTAL DE MEMBRANA POR VOLUMEN, UN MONTAJE MAS SENCILLO Y UN TRATAMIENTO DE LAS MEZCLAS QUE TIENEN UNA ELEVADA PROPORCION DE SOLIDOS.

Description

Módulo de membrana para una instalación de separación por membrana.

La invención se refiere a un módulo de membrana para una instalación de separación por membrana de mezclas de sustancias según el preámbulo de la reivindicación 1.

Este tipo de módulos de membrana se conocen como elementos constructivos de instalaciones de filtración de corriente transversal. Por lo general comprenden varias membranas tubulares que actúan a modo de filtros. Las membranas tubulares están formadas como tubos porosos, los cuales están formados ellos mismos como filtros de membrana o llevan sobre su superficie unas membranas de filtración realizadas en materiales de trabajo orgánicos o inorgánicos. Se conocen membranas tubulares con membranas dispuestas en el interior o en el exterior. Sus diámetros interiores están comprendidos entre unas décimas de milímetro y aproximadamente 100 milímetros.

Para conseguir, con una capacidad de filtración útil, unas longitudes constructivas aceptables de los módulos de membrana se monta un número menor o mayor de membranas tubulares rectas en un tubo envolvente recto. Este tubo de módulo presenta para todas las membranas tubulares una entrada y salida común para el medio que hay que filtrar como retentato y una o varias salidas para una materia filtrada como permeato.

También son conocidos unos módulos de membrana los cuales están formados como los denominados módulos enrollados. En la presente memoria están arrolladas las membranas de filtro en forma de paño para dar un rodillo longitudinal en el cual se posibilita el paso del retentato y la salida del permeato mediante distanciadores delgados o redes enrollados con ellas. Los módulos enrollados de este tipo son muy económicos con respecto a su capacidad de filtración si bien no son adecuados, debido a su tendencia a las obturaciones, para la separación de mezclas de sustancias con partes elevadas de sólidos. Por el contrario, con membranas tubulares de algunos milímetros de diámetro interior, se pueden procesar también mezclas de sustancias con partes elevadas de sólidos sin peligro de obturación, como p. ej. jugos de fruta exprimidos.

Dado que la capacidad de filtración específica referida a la superficie de las membranas tubulares conocidas realizadas en polisulfono o PDVF son relativamente pequeñas, para la obtención de capacidades de filtración mayores, económicamente utilizables, se conectan entre sí, en serie o también en paralelo, para formar una instalación un número de módulos, comprendiendo cada uno de ellos p. ej. 19 membranas de módulo de 3 m de longitud cada una de ellas.

Si el número de módulos conectados en serie es elevado, se conocen hasta aproximadamente 16 módulos en serie, a continuación estos son conectados entre sí mediante arcos de codo de 180 grados. Si el grupo comprende incluso sólo 5 series o pasos que se recorren en paralelo, hay que disponer 80 módulos de las formas más compacta posible en una unidad, para alcanzar una superficie de filtración de membrana de aprox. 180 m^{2}. Los módulos individuales son apoyados para ello sobre unos marcos portadores en bastidores y se establecen las innumerables conexiones por el lado del retentato y por el lado del permeato. Al mismo tiempo se producen los siguientes problemas:

Por cada módulo de membrana son necesarias 4 conexiones de tubo y 2 a 3 apoyos sobre unos marcos portadores. En el caso de una instalación con 80 módulos estas conexiones y apoyos dan lugar a 80 arcos de conexión, 85 conexiones de manguera y 320 empalmes, es decir, a unos costes de instalación muy elevados, reduciendo con ello la rentabilidad de la instalación.

Las membranas de separación presentan únicamente una duración limitada. Los módulos de membrana son, por consiguiente unas piezas de desgaste que deben ser sustituidas a intervalos de tiempo determinados.

La complejidad para el montaje y desmontaje así como la construcción compleja es por consiguiente enorme en este tipo constructivo.

Además se han descrito unos módulos de membrana según el preámbulo de la reivindicación 1 en el documento DE 25 29 977 A1. En el documento US nº 3.294.504 se describen células de difusión de gas con tubos de vidrio torcidos a modo de cuerda con diámetros de menos de 1 mm.

La invención tiene como objetivo eliminar ampliamente los problemas mencionados.

El problema se resuelve según la invención mediante el perfeccionamiento de los módulos de membrana conocidos indicados en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Los ejemplos de realización de la invención se explican con mayor detalle en la descripción que se proporciona a continuación. La única figura del dibujo muestra un esquema de un arrollamiento plano de dos capas en forma de disco formado por dos membranas tubulares continuas para aumentar el diámetro y la superficie de filtración del arrollamiento.

Si se quiere realizar, en el caso de una longitud limitada de las membranas tubulares con vistas a la caída de presión, un arrollamiento plano de únicamente dos capas axiales con gran superficie de filtración, entonces se puede formar el arrollamiento con dos tubos de membrana 6', 6'' dispuestos uno junto a otro radialmente. Para que en los tubos colectores 4'', 5'' resulten unas secciones finales de aproximadamente la misma longitud de los tubos de membrana 6', 6'', se modifica de forma adecuada la secuencia radial de los tubos de membrana 6', 6'' en una de las capas 121 respecto de la otra capa 122, con transición central, como muestra la figura. En muchos casos el diámetro D del arrollamiento aumentado de este modo no constituye ningún inconveniente.

Claims (1)

1. Módulo de membrana para una instalación de separación por membrana de mezclas de sustancias que comprende varias membranas tubulares (6), que están dispuestas en forma curvada y en forma arrollada en el módulo de membrana, caracterizado porque por lo menos un arrollamiento constituido por un grupo de membranas tubulares (6', 6'') continuas de igual longitud yuxtapuestas radialmente, presenta, en la forma arrollada como arrollamiento plano de tipo disco, axialmente respecto del eje de arrollamiento, únicamente dos capas (121, 122), estando la secuencia radial de las membranas tubulares (6', 6'') invertida, en el grupo situado en una de las capas (121), respecto de la otra capa (122), y desembocando varias membranas tubulares (6', 6''), al inicio y final del arrollamiento respectivamente, en un tubo colector (4'', 5'') común para el suministro y evacuación paralelos de la mezcla de sustancias que se desea separar.