RU143423U1

RU143423U1 - MEMBRANE GAS SEPARATING MODULE

Info

Publication number: RU143423U1
Application number: RU2014105518/05U
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Гулянский; Сергей Владимирович Потехин; Виктор Анатольевич Красулевич; Марина Кадыровна Терехова; Алексей Николаевич Стецко; Борис Соломонович Выгодский; Михаил Михаилович Челяк; Николай Леонидович Докучаев; Александр Александрович Котенко
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Грасис"
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2014-07-20

Abstract

1. 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 каналы для ввода разделяемой газовой смеси на нижней крышке и вывода продукта на корпусе модуля выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что канал для пермеата в верхней крышке выполнен в виде патрубка со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.1. 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 cavity for the product in a cylindrical body, made in the form of a bundle of hollow fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated a 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 wave con, a top cover with a channel for the permeate, mounted on the cylindrical body, characterized in that the channels are shared for input gas mixture of the product and the lower cover O for the module housing are formed as pipes with couplings for connection to corresponding armature.2. The module according to claim 1, characterized in that the channel for permeate in the top cover is made in the form of a pipe with a fitting for connection to the corresponding fittings.

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 повышенные стоимость и трудоемкость изготовления корпуса модуля, вызванные применением фланцевых штуцеров на патрубках ввода разделяемой газовой смеси и вывода продукта, как следствие высокой металлоемкости фланцевых штуцеров и удорожанием технологии сборки корпуса для обеспечения необходимой точности взаиморасположения фланцев вышеупомянутых штуцеров.The disadvantages of the known membrane gas separation module include the increased cost and laboriousness of manufacturing the module housing caused by the use of flange fittings on the nozzles for the input of the shared gas mixture and the output of the product, as a result of the high metal consumption of the flange fittings and the cost of the housing assembly technology to ensure the necessary accuracy of the relative positioning of the flanges of the above fittings.

Техническим результатом заявленного технического решения является упрощение сборки, уменьшение металлоемкости и повышение надежности газоразделительного модуля.The technical result of the claimed technical solution is to simplify the assembly, reduce metal consumption and increase the reliability of the gas separation module.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем 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, каналы для ввода разделяемой газовой смеси на нижней крышке и вывода продукта на корпусе модуля выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. Канал для пермеата в верхней крышке также может быть выполнен в виде патрубка со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.This technical result is achieved due to the fact that in the membrane gas separation module containing a vertically arranged cylindrical body with a product outlet channel, 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 body, a membrane cartridge made in the form of a hollow beam fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated pipe connected to the input channel of the shared gas mixture, and two end sealants fillings, upper and lower, in which the ends of the fibers are fixed, a top cover with a permeate channel mounted on a cylindrical body, channels for introducing a shared gas mixture on the bottom cover and product outlet on the module body are made in the form of nozzles with a fitting for connecting to appropriate fittings. The channel for permeate in the top cover can also be made in the form of a pipe with a fitting for connection to the corresponding fittings.

Выполнение каналов в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре позволяет снизить металлоемкость, упростить сборку и повысить надежность мембранного газоразделительного модуля за счет отсутствия прокладок, необходимых для фланцевого соединения.The implementation of the channels in the form of pipes with a fitting for connecting to the corresponding fittings allows to reduce the metal consumption, simplify the assembly and increase the reliability of the membrane gas separation module due to the lack of gaskets required for the flange connection.

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 - разрез нижней части модуля, на фиг.4 - штуцерное соединение в канале 4.Figure 1. presents a longitudinal section of the membrane gas separation module, figure 2 is a section of the upper part of the module, figure 3 is a section of the lower part of the module, figure 4 is a fitting connection in the channel 4.

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. На нижнюю торцевую заливку 12 картриджа 7 установлена дополнительная крышка 13 с образованием с нижней торцевой заливкой 12 полости 14, сообщающейся с входами внутренних каналов полых 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. An additional cover 13 is mounted on the lower end-fill 12 of the cartridge 7 to form a cavity 14 with the lower end-fill 12 of the cavity 14, which communicates with the inputs of the internal channels of the hollow fibers 8.

На цилиндрический корпус 1 установлена верхняя крышка 16 с каналом 4 для пермеата. Полость 15 для пермеата образована верхней крышкой 16, опорной деталью 20, цилиндрическим корпусом 1 и верхней торцевой заливкой 11 картриджа 7, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса 1. Каналы 2 для ввода разделяемой газовой смеси и канал 3 для вывода продукта выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. Таким же образом может быть выполнен канал 4 для вывода пермеата.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 20, 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. Channels 2 for introducing a shared gas mixture and channel 3 for outputting the product are made in the form of nozzles with nipple connection for connection to the corresponding fittings. In the same way, channel 4 for permeate output can be made.

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.The design of the membrane gas separation module allows the replacement of the cartridge 7, directly at the workplace.

Кроме того, в мембранном газоразделительном модуле, каналы 2 и 3 для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта имеют штуцерные присоединения 19 для подключения к соответствующей арматуре. Канал 4 вывода пермеата для подключения к арматуре имеет фланцевое присоединение 18. В качестве исполнения в канале 4 вывода пермеата может быть использовано штуцерное присоединение 19. Такое выполнение позволяет снизить металлоемкость, упростить сборку и повысить надежность мембранного газоразделительного модуля.In addition, in the membrane gas separation module, the channels 2 and 3 for introducing a shared gas mixture, output of the product have nipple connections 19 for connecting to the corresponding valves. The permeate outlet channel 4 for connecting to the valve has a flange connection 18. As a design, the permeate outlet channel 4 can be used with a choke connection 19. This embodiment reduces metal consumption, simplifies assembly and improves the reliability of the membrane gas separation module.

Claims

1. 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 cavity for the product in a cylindrical body, made in the form of a bundle of hollow fibers located inside a cylindrical sleeve around an axial perforated a 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 wave con, a top cover with a channel for the permeate, mounted on the cylindrical body, characterized in that the channels are shared for input gas mixture of the product and the lower cover O for the module housing are formed as pipes with couplings for connection to the corresponding fitting.

2. The module according to claim 1, characterized in that the permeate channel in the top cover is made in the form of a pipe with a fitting for connection to the corresponding fittings.