RU139442U1

RU139442U1 - MEMBRANE GAS SEPARATING MODULE

Info

Publication number: RU139442U1
Application number: RU2013153503/05U
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Гулянский; Сергей Владимирович Потехин; Виктор Анатольевич Красулевич; Марина Кадыровна Терехова; Алексей Николаевич Стецко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Грасис"
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-04-20

Abstract

Мембранный газоразделительный модуль, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с каналом вывода продукта, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, верхнюю крышку с каналом для пермеата, установленную на цилиндрический корпус, отличающийся тем, что в верхней торцевой заливке картриджа выполнены пропилы, обеспечивающие выход пермеата также и в вертикальной плоскости, а между картриджем и крышкой установлена упорная вставка.A membrane gas separation module comprising a vertically arranged cylindrical body with a product outlet channel, a bottom cover with a shared medium input channel, and a membrane cartridge mounted in the form of a product cavity in a cylindrical body, made in the form of a bundle of hollow fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated pipe connected to the input channel of the shared gas mixture, and two end sealing seals, upper and lower, in which the ends of the fiber are fixed he top cover with a channel for the permeate, mounted on the cylindrical body, characterized in that the upper end of the cartridge filling cuts are made to ensure that the permeate outlet also in the vertical plane, between the cartridge and the lid is installed resistant insert.

Description

Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of separation of gas mixtures using semipermeable membranes and can be used in gas, oil, chemical and other industries.

Известен мембранный газоразделительный модуль, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус, каналы для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта и вывода пермеата, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, причем на нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон, при этом с внешней стороны верхней торцевой заливки картриджа расположена полость для пермеата, сообщающаяся с выходами из внутренних каналов полых волокон и с каналом вывода пермеата, на цилиндрический корпус установлена верхняя крышка с каналом для пермеата, при этом полость для пермеата образована между верхней крышкой и верхней торцевой заливкой картриджа, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса, причем между нижней крышкой и крышкой картриджа расположен упругий компенсатор в виде пружины, обеспечивающий поджатие картриджа к верхней крышке. (Патент РФ на ПМ №115239, 2011 г.)Known membrane gas separation module containing a vertically arranged cylindrical body, channels for introducing a shared gas mixture, product outlet and permeate outlet, a lower cover with a channel for introducing a shared medium, and installed in the form of a cavity for the product in a cylindrical body, a membrane cartridge made in the form of a hollow beam the fibers located inside the cylindrical sleeve around the axial perforated pipe connected to the input channel of the shared gas mixture, and two end fillings, upper and lower, in which the ends of the fibers are fixed, and a cover is installed on the lower end fill of the cartridge with the formation of a cavity with a lower end fill that communicates with the inputs of the internal channels of the hollow fibers, while a permeate cavity is located on the outside of the upper end fill of the cartridge In communication with the exits from the internal channels of the hollow fibers and with the permeate outlet channel, a top cover with a channel for permeate is installed on the cylindrical body, while the permeate cavity is formed by Between the upper cover and the upper end filling of the cartridge, sealed relative to the inner cylindrical surface of the cylindrical body, and between the lower cover and the cover of the cartridge there is an elastic compensator in the form of a spring, which ensures that the cartridge is pressed against the upper cover. (RF patent on PM No. 115239, 2011)

К недостаткам известного мембранного газоразделительного модуля следует отнести ограниченное время эксплуатации газоразделительного модуля в период между профилактическими чистками от сернистых отложений в полости, расположенной перед патрубком вывода пермеата.The disadvantages of the known membrane gas separation module include the limited operation time of the gas separation module in the period between preventive cleaning of sulfur deposits in the cavity located in front of the permeate outlet pipe.

Техническим результатом заявленного технического решения является увеличение срока службы картриджа, увеличивается времени эксплуатации газоразделительного модуля в период между профилактическими чистками от сернистых отложений в полости, расположенной перед патрубком вывода пермеата.The technical result of the claimed technical solution is to increase the life of the cartridge, increasing the operating time of the gas separation module in the period between preventive cleaning of sulfur deposits in the cavity located in front of the permeate outlet pipe.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус, каналы для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта и вывода пермеата, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, причем на нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон, при этом с внешней стороны верхней торцевой заливки картриджа расположена полость для пермеата, сообщающаяся с выходами из внутренних каналов полых волокон и с каналом вывода пермеата, на цилиндрический корпус установлена верхняя крышка с каналом для пермеата, при этом полость для пермеата образована между верхней крышкой и верхней торцевой заливкой картриджа, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса, причем между нижней крышкой и крышкой картриджа расположен упругий компенсатор в виде пружины, обеспечивающий поджатие картриджа к верхней крышке, в верхней торцевой заливке картриджа выполнены пропилы, обеспечивающие выход пермеата также в вертикальной плоскости, а между картриджем и крышкой установлена упорная вставка.This technical result is ensured by the fact that in the membrane gas separation module containing a vertically arranged cylindrical body, channels for introducing a shared gas mixture, product outlet and permeate outlet, a lower cover with a channel for introducing a shared medium, and installed with the formation of a cavity for the product in a cylindrical a membrane cartridge made in the form of a bundle of hollow fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated pipe connected to the input channel p of the divided gas mixture, and two end sealing seals, the upper and lower, in which the ends of the fibers are fixed, and a cover is installed on the lower end filling of the cartridge with the formation of a cavity with a lower end filling that communicates with the inputs of the internal channels of the hollow fibers, while on the outside of the upper a permeate cavity is located at the end of the cartridge’s filling, communicating with the exits from the internal channels of the hollow fibers and with the permeate output channel, the top cover with the channel for permeate, while the permeate cavity is formed between the upper cover and the upper end filling of the cartridge, sealed relative to the inner cylindrical surface of the cylindrical body, and between the lower cover and the cartridge cover there is an elastic compensator in the form of a spring, ensuring the cartridge is pressed against the upper cover in the upper end The cartridge was filled with cuts to ensure that the permeate also exits in a vertical plane, and a thrust insert is installed between the cartridge and the cover.

Наличие пропилов обеспечивает выход пермеата не только вертикально вверх, а и в вертикальной плоскости с боков пропилов, а наличие упорной вставки вместо пористого диска не препятствует проходу газа. В результате сера свободно выносится из волокон и свободно уносится потоком в выходной коллектор. Даже если часть серы будет оседать, она не сможет образовывать плотной структуры, забивающей выходы из волокон. Этим достигаются стабильные во времени характеристики работы картриджа, увеличивается срок службы картриджа.The presence of cuts ensures the permeate exit not only vertically upwards, but also in a vertical plane from the sides of the cuts, and the presence of a persistent insert instead of a porous disk does not impede the passage of gas. As a result, sulfur is freely carried out from the fibers and freely carried away by the flow to the output collector. Even if part of the sulfur settles, it will not be able to form a dense structure, clogging the exits from the fibers. This achieves stable in time characteristics of the cartridge, increases the life of the cartridge.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows:

На фиг 1. представлен продольный разрез мембранного газоразделительного модуля, на фиг. 2 - разрез верхней части модуля, на фиг. 3 - вид верхней части модуля, на фиг. 4 - разрез нижней части модуля.FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a membrane gas separation module; FIG. 2 is a sectional view of the upper part of the module, in FIG. 3 is a view of the top of the module, in FIG. 4 - section of the lower part of the module.

Мембранный газоразделительный модуль содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 1, канал 2 для ввода разделяемой газовой смеси, канал 3 для вывода продукта и канал 4 для вывода пермеата, нижнюю крышку 5, мембранный картридж 7, установленный с образованием полости 6 для продукта в цилиндрическом корпусе 1, верхнюю крышку 16 и опорную деталь 27 с дополнительной полостью вывода пермеата.The membrane gas separation module comprises a vertically arranged cylindrical body 1, a channel 2 for introducing a shared gas mixture, a channel 3 for outputting the product and a channel 4 for outputting the permeate, a lower cover 5, a membrane cartridge 7 mounted to form a cavity 6 for the product in the cylindrical body 1, the top cover 16 and the support part 27 with an additional permeate outlet cavity.

Мембранный картридж 7, выполнен в виде пучка полых волокон 8, расположенных внутри цилиндрической гильзы 9 вокруг осевой перфорированной трубы 10, подключенной к каналу 2 ввода разделяемой среды, и двух торцевых герметизирующих заливок 11 и 12, верхней и нижней, соответственно, в которых закреплены концы пучков волокон 8.The membrane cartridge 7 is made in the form of a bundle of hollow fibers 8 located inside a cylindrical sleeve 9 around an axial perforated pipe 10 connected to the input channel 2 of the shared medium, and two end sealing fills 11 and 12, upper and lower, respectively, in which the ends are fixed fiber bundles 8.

В верхней торцевой заливке выполнены пропилы 30, с внешней стороны верхней торцевой заливки 11 картриджа 7 расположена полость 15 для пермеата, сообщающаяся с выходами внутренних каналов полых волокон и с каналом 4 вывода пермеата.The cuts 30 are made in the upper end fill, the permeate cavity 15 is located on the outer side of the upper end fill 11 of the cartridge 7, communicating with the outputs of the internal channels of the hollow fibers and with the channel 4 of the permeate output.

На цилиндрический корпус 1 установлена верхняя крышка 16 с каналом 4 для пермеата. Полость 15 для пермеата образована верхней крышкой 16, опорной деталью 27, цилиндрическим корпусом 1 и верхней торцевой заливкой 11 картриджа 7, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса 1.On the cylindrical body 1 is installed a top cover 16 with a channel 4 for permeate. The permeate cavity 15 is formed by the upper cover 16, the supporting part 27, the cylindrical body 1 and the upper end filling 11 of the cartridge 7, sealed relative to the inner cylindrical surface of the cylindrical body 1.

Мембранный газоразделительный модуль работает следующим образом.Membrane gas separation module operates as follows.

Мембранный газоразделительный модуль используется для разделения газовой смеси с целью получения продукта, например, из воздуха азота, а также для осушки воздуха или природного газа и для удаления из природного газа иных примесей, например, гелия, водорода, углекислого газа и т.д.The membrane gas separation module is used to separate the gas mixture in order to obtain the product, for example, from nitrogen air, and also to dry air or natural gas and to remove other impurities from natural gas, for example, helium, hydrogen, carbon dioxide, etc.

Разделяемая газовая смесь по каналу 2 поступает через патрубок 17 картриджа 7 в перфорированную трубу 10 и далее через перфорацию в полость гильзы 9, где расположены газоразделительные полые волокна 8. Отделяемая от газовой смеси часть газа (пермеата) проникает через полупроницаемое покрытие полых волокон 8 в их внутренние каналы и из этих каналов поступает в полость 15 для пермеата. Из полости 15 для пермеата по каналу 4 пермеат выводится из мембранного газоразделительного модуля. Не проникший газ из полости гильзы 9 поступает в полость 6 для продукта, из которой он выводится по каналу 3 к потребителю.The gas mixture to be separated passes through channel 2 through the nozzle 17 of the cartridge 7 into the perforated tube 10 and then through the perforation into the cavity of the sleeve 9, where the gas-separating hollow fibers are located 8. The part of the gas (permeate) that is separated from the gas mixture penetrates through the semipermeable coating of the hollow fibers 8 into them internal channels and from these channels enters the cavity 15 for permeate. From the permeate cavity 15, permeate is withdrawn from the membrane gas separation module through channel 4. Not penetrated gas from the cavity of the sleeve 9 enters the cavity 6 for the product from which it is discharged through the channel 3 to the consumer.

Конструкция мембранного газоразделительного модуля позволяет осуществить замену картриджа 7, непосредственно на рабочем месте. Наличие пропилов обеспечивает выход пермеата не только вертикально вверх, а и в вертикальной плоскости с боков пропилов, а наличие упорной вставки вместо пористого диска не препятствует проходу газа. В результате сера свободно выносится из волокон и свободно уносится потоком в выходной коллектор. Даже если часть серы будет оседать, она не сможет образовывать плотной структуры, забивающей выходы из волокон. Этим достигаются стабильные во времени характеристики работы картриджа, увеличивается срок службы картриджа.The design of the membrane gas separation module allows the replacement of the cartridge 7, directly at the workplace. The presence of cuts ensures the permeate exit not only vertically upwards, but also in a vertical plane from the sides of the cuts, and the presence of a persistent insert instead of a porous disk does not impede the passage of gas. As a result, sulfur is freely carried out from the fibers and freely carried away by the flow to the output collector. Even if part of the sulfur settles, it will not be able to form a dense structure, clogging the exits from the fibers. This achieves stable in time characteristics of the cartridge, increases the life of the cartridge.

Claims

A membrane gas separation module comprising a vertically arranged cylindrical body with a product outlet channel, a bottom cover with a shared medium input channel, and a membrane cartridge mounted in the form of a product cavity in a cylindrical body, made in the form of a bundle of hollow fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated pipe connected to the input channel of the shared gas mixture, and two end sealing seals, upper and lower, in which the ends of the fiber are fixed he top cover with a channel for the permeate, mounted on the cylindrical body, characterized in that the upper end of the cartridge filling cuts are made to ensure that the permeate outlet also in the vertical plane and between the cartridge and the lid is installed resistant insert.