RU2077374C1 - Мембранный аппарат непрерывного действия - Google Patents
Мембранный аппарат непрерывного действия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077374C1 RU2077374C1 RU93028197A RU93028197A RU2077374C1 RU 2077374 C1 RU2077374 C1 RU 2077374C1 RU 93028197 A RU93028197 A RU 93028197A RU 93028197 A RU93028197 A RU 93028197A RU 2077374 C1 RU2077374 C1 RU 2077374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blocks
- membrane elements
- membrane
- solution
- permeate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для разделения, концентрирования и очистки различных растворов. Мембранный аппарат непрерывного действия содержит штуцеры для подачи исходного раствора и отвода концентрата и пермеата, а также мембранные элементы, которые выполнены из пористых трубчатых каркасов с расположенными на их внутренней поверхности полупроницаемыми мембранами, установлены вертикально и объединены в блоки, верхние части которых снабжены камерами и упругими оболочками. При этом блоки мембранных элементов в нижней части соединены по два в секции, а камера одного из блоков мембранных элементов каждой секции соединена с генератором колебаний. 1 ил.
Description
Изобретение относится к мембранной технике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для разделения, концентрирования и очистки различных растворов.
Известен мембранный аппарат (Дытнерский Ю. И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М. Химия, 1975. С. 63), содержащий последовательно соединенные между собой мембранные элементы из пористых трубчатых каркасов с расположенными на внутренней их поверхности полупроницаемыми мембранами и технологическими штуцерами для подачи раствора, отвода концентрата и пермеата. Эффективная работа такого аппарата достигается при скоростях циркуляции жидкофазного потока через трубчатые мембранные элементы порядка 3 6 м/с, обеспечивающих снижение влияния концентрационной поляризации. Однако это приводит к повышению энергозатратам и необходимости дополнительного теплоотвода по причине сильного разогрева жидкофазной среды из-за развитого турбулентного режима, а также возможности работы аппарата только в периодическом режиме.
Известны также мембранные аппараты (а.с. СССР N 1367995, В 01 D 65/08, 1988; 1465069, В 01 D 63/06, 1989; 1502042, В 01 D 63/06, 1989; 1505563, В 01 D 63/06, 1989), содержащие мембранные элементы из пористых трубчатых каркасов с расположенными на внутренней их поверхности полупроницаемыми мембранами и внутри них турбулизующими или очистительными вставками (неподвижными или совершающими возвратно-поступательные перемещения). Применение таких вставок способствует снижению влияния концентрационной поляризации, однако сокращает срок службы мембранных элементов и приводит к усложнению конструкции аппарата.
Известен мембранный аппарат (а. с. СССР N 1613146, кл. В 01 D 63/06, 1990), содержащий блок трубчатых элементов, снабженный вибратором в виде прикрепленной к блоку оси и расположенных на ней вращающейся втулки с лопастями и дебалансной системы. За счет создания колебательного движения мембранных элементов исключается оседание на колеблющейся их поверхности твердых частиц и снижается концентрационная поляризация, чем обеспечивается высокая и стабильная проницаемость мембран. Однако надежность работы такого аппарата низка и ограничивается периодически режимом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является мембранный аппарат (Kennedy T. J. and fc. Omproving permeaxion flux by pulsed reverse osmsis, Chemical Engineering Science, 1974, v. 29. р.р. 1927-1931), содержащий трубчатые мембранные элементы, штуцеры для подачи исходного раствора и отвода концентрата и пермеата, а также генератор колебаний. Пульсирующая подача раствора в значительной степени снижает влияние концентрационной поляризации и способствует увеличению проницаемости мембран. Например, при частоте пульсаций 1 Гц она повышается на 70% что равносильно увеличению скорости стационарного потока примерно в 6 раз. Однако создание пульсирующего потока раствора требует повышенных энергозатрат.
В основу изобретения положено решение задачи снижения энергозатрат и повышения производительности.
Согласно изобретению в мембранном аппарате непрерывного действия мембранные элементы выполнены из пористых трубчатых каркасов с расположенными на их внутренней поверхности полупроницаемыми мембранами, установлены вертикально и объединены в блоки, верхние части которых снабжены камерами с упругими оболочками,при этом блоки мембранных элементов в нижней части соединены по два в секции, а камера одного из блоков мембранных элементов каждой секции соединена с генератором колебаний.
Объединение двух самостоятельных блоков мембранных элементов, снабженных камерами с упругими оболочками, в единую секцию позволяет использовать камеру одного из них в качестве буферной (резонансной) емкости и создавать резонансные колебания в обрабатываемом растворе при осуществлении колебательных воздействий генератором колебаний, сообщенным с внутренней полостью одной из камер (по аналогии с теми, которые возникают при колебаниях находящегося между двумя пружинами груза).
Требуемая производительность и заданная степень концентрирования раствора могут быть достигнуты путем подбора соответствующего количества однотипных секций, при этом резонансный режим работы аппарата сохраняется, если ни подсоединены к одному генератору колебаний или к нескольким, работа которых синхронизована. По мере перетока раствора из секции в секцию происходит его обеднение пермеатом и обогащение растворенным веществом. Таким образом создаются предпосылки для работы аппарата в непрерывном режиме.
Благодаря работе мембранного аппарата в резонансном режиме резко сокращаются его энергозатраты.
При организации резонансных колебаний жидкофазной среды с необходимой частотой и амплитудой можно создать такие условия, при которых жидкофазная среда будет испытывать гораздо более мощные динамические воздействия по сравнению с безрезонансным пульсирующим потоком, что приведет к более существенному снижениювлияния концентрационной поляризации и, следовательно, увеличению производительности, а также снижению эксплуатационных затрат путем исключения необходимости частой промывки мембранных элементов и повышению срока их службы.
Срок их службы возрастает благодаря отсутствию очистительных и турбулизирующих вставок, стабилизации работы в результате снятия концентрационной поляризации и существенного снижения скорости перетока жидкости через трубчатые мембранные элементы вплоть до лимитируемой производительностью аппарата.
Упругие камеры могут быть выполнены в виде газовых полостей, находящихся в непосредственном контакте с жидкостью, или газонаполненных упругих оболочек, исключающих прямой контакт газа с жидкостью, либо упругосжимаемых пористых тел, в которых исключен доступ жидкости в заполненные газом поры. Предпочтительнее выполнение упругих элементов в виде газовых полостей, поскольку простым регулированием их высоты (высотой налива жидкости) можно изменять резонансную частоту колебаний жидкофазной среды.
Соединение генератора колебаний с внутренней полостью одного из блоков возможно через упругую камеру или непосредственно через находящуюся в ней жидкостную среду. Предпочтительнее соединение его через упругую камеру, так как в этом случае колебательные воздействия осуществляют в прямом контакте с упругосжимаемой средой.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема аппарата.
Аппарат состоит из секций 1, содержащих сообщающиеся между собой в нижней части с помощью переточных колен 8 парные блоки 2. Парные блоки 2 снабжены газовыми полостями 3 и 5, из них газовые полости 5 подсоединены через побудитель колебаний 6 к генератору колебаний 7. Газовые полости 3 могут быть сообщены между собой и с источником давления. Секции 1 в верхней части соединены друг с другом через переточные каналы 9. Блоки 2 заключены в кожухи 4, сообщающиеся с патрубками 12 для отвода пермеата, и могут быть выполнены из одиночного трубчатого мембранного элемента или нескольких трубчатых мембранных элементов, скомпонованных по вы соте и в плоскости.
Аппарат снабжен технологическими штуцерами 10 для подачи раствора и 11 для отвода концентрата.
Работа аппарата осуществляется следующим образом.
После заполнения аппарата раствором и установления в газовых полостях 3 и 5 рабочего давления включают генератор колебаний 7 и регулированием его частоты устанавливают резонансный режим колебаний, который фиксируют по изменениям рабочего давления. Поддерживают постоянными на протяжении всего периода работы аппарата заданную высоту газовых полостей 3 и 5, относительно которой происходят колебания уровней раствора в трубчатых элементах, регулированием расхода раствора при непрерывной его подаче через штуцер 10 и резонансную частоту колебаний.
При резонансном режиме колебаний жидкость в мембранных трубчатых элементах (блоках) секций совершает интенсивные возвратно-поступательные перемещения, о чем свидетельствует резкое возрастание амплитуды ее колебаний по отношению к задаваемой генератором колебаний. В результате таких воздействий снимается концентрационная поляризация в пристенном слое, исключается накопление осадкана фильтрующей мембране, благодаря чему фильтрация раствора через нее стабилизируется и отток пермеата происходит практически с постоянным во времени расходом. По мере продвижения концентрата из секции в секцию за счет оттока пермеата содержание удерживаемых веществ в нем возрастает и на выходе получают концентрат заданной концентрации. Отводят в самостоятельные сборники концентрат по штуцеру II, пермеат по штуцерам 12. По окончании работы аппаратура прекращают подачу раствора на фильтрование и отключают генератор колебаний.
Изобретение иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения.
При фильтровании водного раствора гидроокиси алюминия со средним размером частиц 50 мкм и его концентрации 350 кг/м3 в одной парной секции из двух микрофильмов трубчатого типа БТМ 0,5/2-Ф (ТУ 6-55-221-961/1-88) с рабочим давлением 0,2 МПа производительность про пермеату составляет 0,1 м3/(м2 ч): мощность привода генератора колебаний при этом 0,25 кВт на частоте резонансных колебаний 3 Гц и амплитуде вынужденных колебаний 0,007 м.
В действующем мембранном аппарате с одним мембранным элементом в циркуляционном контуре (базовый объект) для достижения половины от указанной производительности требуется рабочее давление 0,4 МПа и скорость потока в трубах мембранных элементов порядка 4 м/с, при этом потребляемая мощность составляет 0,4 кВт.
Таким образом, предлагаемое решение в условиях непрерывной работы аппарата позволяет более чем в полтора раза снизить энергозатраты, повысить удельную производительность мембранных элементов, увеличить срок их службы.
Claims (1)
1 Мембранный аппарат непрерывного действия, содержащий трубчатые мембранные элементы, штуцеры для подачи исходного раствора и отвода концентрата и пермеата и генератор колебаний, отличающийся тем, что мембранные элементы выполнены из пористых трубчатых каркасов с расположенными на их внутренней поверхности полупроницаемыми мембранами, установлены вертикально и объединены в блоки, верхние части которых снабжены камерами с упругими оболочками, при этом блоки мембранных элементов в нижней части соединены по два в секции, а камера одного из блоков мембранных элементов каждой секции соединена с генератором колебаний.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93028197A RU2077374C1 (ru) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | Мембранный аппарат непрерывного действия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93028197A RU2077374C1 (ru) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | Мембранный аппарат непрерывного действия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93028197A RU93028197A (ru) | 1996-01-10 |
RU2077374C1 true RU2077374C1 (ru) | 1997-04-20 |
Family
ID=20142152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93028197A RU2077374C1 (ru) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | Мембранный аппарат непрерывного действия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2077374C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6603248B1 (en) | 1998-03-24 | 2003-08-05 | Corning Incorporated | External electrode driven discharge lamp |
DE102012209820A1 (de) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Privatbrauerei Metzler GmbH & Co. KG | Verfahren zur Filtration einer Flüssigkeit sowie Filtrationsvorrichtung |
-
1993
- 1993-05-24 RU RU93028197A patent/RU2077374C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Kennedy T.J. and etl. Jmprovinq permeation flux bu pulsed reverse ismosis,- Lhemical Engineering Science, 1974, v. 29, р.р.1927-1931. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6603248B1 (en) | 1998-03-24 | 2003-08-05 | Corning Incorporated | External electrode driven discharge lamp |
US6981903B2 (en) | 1998-03-24 | 2006-01-03 | Corning Incorporated | External electrode driven discharge lamp |
DE102012209820A1 (de) | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Privatbrauerei Metzler GmbH & Co. KG | Verfahren zur Filtration einer Flüssigkeit sowie Filtrationsvorrichtung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4158629A (en) | Dynamic self-cleaning filter for liquids | |
US6471869B1 (en) | Device and method for processing crude oil | |
US7008540B1 (en) | Ultrasonically cleaned membrane filtration system | |
US4253962A (en) | Non-destructive vibratory cleaning system for reverse osmosis and ultra filtration membranes | |
Gupta et al. | Permeate flux enhancement by pressure and flow pulsations in microfiltration with mineral membranes | |
US5985160A (en) | Vibrationally-induced dynamic membrane filtration | |
RU2414308C1 (ru) | Способ гидрокавитационной очистки деталей и устройство для его осуществления | |
US3766059A (en) | Filtering method and a filtering machine therefor | |
RU2077374C1 (ru) | Мембранный аппарат непрерывного действия | |
JPH05285349A (ja) | 膜分離装置 | |
US3893921A (en) | Flocculation device for waste fluid treatment | |
CN203634942U (zh) | 用于陶瓷过滤机的清洗槽 | |
RU2066236C1 (ru) | Способ разделения жидкостей и устройство для его осуществления | |
JPH0580248B2 (ru) | ||
JPH11244668A (ja) | 原油処理装置およびこれを用いた原油処理方法 | |
RU2060785C1 (ru) | Способ очистки воды от нефтепродуктов и устройство для его осуществления | |
UA124241C2 (uk) | Спосіб очищення рідини від механічних домішок та пристрій для його здійснення | |
RU2130801C1 (ru) | Установка для фильтрования жидкостей | |
RU2133135C1 (ru) | Фильтр для разделения суспензий | |
RU2058179C1 (ru) | Способ фильтрования жидкости и устройство для его осуществления | |
WO2023132146A1 (ja) | 水処理装置 | |
RU2036689C1 (ru) | Способ очистки фильтровальной перегородки | |
SU1664428A1 (ru) | Способ промывки внутренней поверхности емкостей | |
SU1368002A1 (ru) | Намывной фильтр | |
SU1526747A1 (ru) | Тонкослойный отстойник |