RU2716121C1 - Tubular electrobaromembrane unit - Google Patents
Tubular electrobaromembrane unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716121C1 RU2716121C1 RU2019120084A RU2019120084A RU2716121C1 RU 2716121 C1 RU2716121 C1 RU 2716121C1 RU 2019120084 A RU2019120084 A RU 2019120084A RU 2019120084 A RU2019120084 A RU 2019120084A RU 2716121 C1 RU2716121 C1 RU 2716121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- permeate
- membranes
- tubes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов трубчатого типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации.The invention relates to designs of membrane apparatuses of a tubular type and can be used to carry out processes of membrane technology: electro-ultrafiltration, electrofiltration, electrofiltration and electro-osmofiltration.
Аналогом данной конструкции является мембранный аппарат, конструкция которогоприведена в работе Дубяги В.П., Перепечкина Л.П., Каталевского Е.Е Полимерные мембраны. М.: Химия, 1981. - С. 166-167. Аппарат изготовлен из корпуса, разделительных элементов состоящих из трубки и мембраны, штуцеров ввода разделяемого раствора и вывода ретентата, штуцеров вывода пермеата.An analog of this design is a membrane apparatus, the design of which is given in the work of Dubyagi V.P., Perepechkina L.P., Katalevsky E.E. Polymer membranes. M .: Chemistry, 1981. - S. 166-167. The apparatus is made of a housing, separating elements consisting of a tube and a membrane, fittings for the input of the solution to be separated and for the output of the retentate, fittings for the output of the permeate.
Недостатками аппарата является невозможность выделения анионов и катионов растворенных веществ из промышленных растворов и стоков, низкая скорость отвода пермеата, образование застойных зон на пути вывода пермеата. Эти недостатки частично устранены в прототипе.The disadvantages of the apparatus are the impossibility of separating the anions and cations of dissolved substances from industrial solutions and effluents, the low rate of removal of permeate, the formation of stagnant zones on the way permeate is removed. These disadvantages are partially eliminated in the prototype.
Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат трубчатого типа, конструкция которого приведена в патенте №RU 2685091 С1, 16.04.2019, МПК B01D 61/46. Прототип состоит из цилиндрического корпуса с ответными и торцевыми фланцами, монополярных электродов-анодов и катодов, сборников прианодного и прикатодного пермеата, канала прикатодного пермеата, сквозных отверстий под трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно, уплотнение трубных решеток через уплотнительные прокладки и прокладки с прижимными решетками и цилиндрическим корпусом с ответными фланцами соответственно осуществлено при помощи затяжки торцевых фланцев и ответных фланцев на цилиндрическом корпусе при помощи болтов, шайб и гаек, которые расположены на торцевых фланцах в их сечении под углами от горизонтальной оси 0, π/3, 2π/3, π, 4π/3 и 5π/3 соответственно и расположены от края торцевых фланцев на расстоянии 15 мм, клемм устройства для подвода электрическоготока, штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, штуцеров вывода прианодного и прикатодного пермеата, прокладок, щупов правого и левого цилиндрических, прижимных решеток.The prototype of this design is the tubular-type electrobaromembrane apparatus, the design of which is given in patent No.RU 2685091 C1, 04.16.2019, IPC B01D 61/46. The prototype consists of a cylindrical body with counter and end flanges, monopolar electrodes, anodes and cathodes, anode and cathode permeate collectors, a cathode permeate channel, through holes for tubes with external anode and cathode membranes respectively, sealing tube sheets through gaskets and gaskets with clamping grids and a cylindrical body with mating flanges, respectively, carried out by tightening the end flanges and mating flanges on qi the cylindrical housing with bolts, washers and nuts, which are located on the end flanges in their section at angles from the horizontal axis 0, π / 3, 2π / 3, π, 4π / 3 and 5π / 3, respectively, and are located from the edge of the end flanges on a distance of 15 mm, terminals of the device for supplying electric current, fittings for inputting the initial solution and withdrawing retentate, fittings for outputting the anode and cathode permeate, gaskets, probes of the right and left cylindrical, clamping grids.
Недостатками прототипа являются: низкая площадь мембран для разделения растворов, высокое гидравлическое сопротивление в каналах для отвода прикатодного пермеата, низкое качество и эффективность разделения растворов.The disadvantages of the prototype are: low membrane area for separation of solutions, high hydraulic resistance in the channels for removal of cathode permeate, low quality and efficiency of separation of solutions.
Техническая задача - увеличение площади разделения растворов, снижение гидравлического сопротивления в каналах для отвода прикатодного пермеата, увеличение качества и эффективности разделения растворов, за счет изменения конструкции аппарата, состоящего из цилиндрического корпуса с ответными и торцевыми фланцами, монополярных электродов-анодов и катодов, сборников прианодного и прикатодного пермеата, канала прикатодного пермеата, сквозных отверстий под трубки с расположенными снаружи прианодными и прикатодными мембранами соответственно, уплотнение трубных решеток через уплотнительные прокладки и прокладки с прижимными решетками и цилиндрическим корпусом с ответными фланцами соответственно осуществлено при помощи затяжки торцевых фланцев и ответных фланцев на цилиндрическом корпусе при помощи болтов, шайб и гаек, которые расположены на торцевых фланцах в их сечении под углами от горизонтальной оси 0, π/3, 2π/3, π, 4π/3 и 5π/3 соответственно, расположенные от края торцевых фланцев на расстоянии 15 мм, клемм устройства для подвода электрического тока, штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, штуцеров вывода прианодного и прикатодного пермеата, прокладок, щупов правого и левого цилиндрических, прижимных решеток, отличающийся тем, что между трубными решетками и прижимными решетками расположен монополярный электрод-анод 5, а между прижимными решетками и торцевыми фланцами расположен монополярный электрод-катод 6, при этом металлические щупы - правые 21, расположены внутри трубок 29 с прикатодными мембранами 27 и соединены с двух торцевых сторон с катодом 6, а металлические щупы - левые 22, расположены внутри трубок 25 с прианодными мембранами 26 и соединены с двух торцевых сторон с анодом 5, причем трубки 29 с прикатодными мембранами 27 выполнены большими в три раза диаметрами, клеммы устройства для подвода электрического тока 9 соединены соответственно с монополярным электродом-анодом 5 и монополярным электродом-катодом 6, сборник прикатодного пермеата 7 образован между прижимной решеткой 4 и монополярным электродом-катодом 6, и в аппарате имеется два штуцера вывода прикатодного пермеата 13, 28, расположенными в сечении аппарата от горизонтальной оси под углами 3π/2 с обеих торцевых сторон электробаромембранного аппарата.The technical problem is to increase the area of separation of solutions, reduce hydraulic resistance in the channels for removal of cathode permeate, increase the quality and efficiency of separation of solutions, by changing the design of the apparatus, consisting of a cylindrical body with mating and end flanges, monopolar electrodes-anodes and cathodes, anode collectors and cathode permeate, channel of cathode permeate, through holes for tubes with external anode and cathode membranes, respectively Of course, sealing tube sheets through gaskets and gaskets with clamping bars and a cylindrical body with mating flanges, respectively, was carried out by tightening the end flanges and mating flanges on the cylindrical body using bolts, washers and nuts, which are located on the end flanges in their section at angles from the horizontal axis 0, π / 3, 2π / 3, π, 4π / 3 and 5π / 3, respectively, located from the edge of the end flanges at a distance of 15 mm, terminals of the device for supplying electric current, input fittings of the bottom solution and withdrawal of the retentate, nozzles of the output of the anode and cathode permeate, gaskets, probes of the right and left cylindrical, clamping grids, characterized in that a monopolar electrode-
На фиг. 1 показана часть вида и разреза электробаромембранного аппарата трубчатого типа; фиг. 2 - вид слева; фиг. 3 - вид сверху; фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1; фиг. 5 - вид Б увеличенный на фиг. 1; фиг. 6 - вид В увеличенный на фиг. 4.In FIG. 1 shows a part of the view and section of the tubular-type electrobaromembrane apparatus; FIG. 2 - view from the left; FIG. 3 is a top view; FIG. 4 - section AA in FIG. 1; FIG. 5 is a view B enlarged in FIG. 1; FIG. 6 is a view B enlarged in FIG. 4.
Электробаромембранный аппарат трубчатого типа состоит из цилиндрического корпуса с ответными 1 и торцевыми 2 фланцами, монополярных электродов-анодов 5 и катодов 6, сборников прианодного 8 и прикатодного 7 пермеата, каналов прианодного 23 пермеата, сквозных отверстий под трубки 25 и 29 с расположенными снаружи прианодными 26 и прикатодными 27 мембранами соответственно, уплотнение трубных решеток 3 через уплотнительные прокладки 15 и прокладки 14 с прижимными решетками 4 и цилиндрическим корпусом с ответными фланцами 1 соответственно осуществлено при помощи затяжки торцевых фланцев 2 и ответных фланцев 1 на цилиндрическом корпусе при помощи болтов 16, шайб 17 и гаек 18, которые расположены на торцевых фланцах 2 в их сечении под углами от горизонтальной оси 0, π/3, 2π/3, π, 4π/3 и 5π/3 соответственно и расположены от края торцевых фланцев 2 на расстоянии 15 мм, клемм устройства для подвода электрического тока 9, штуцеров ввода исходного раствора 10 и вывода ретентата 11, штуцеров вывода прианодного пермеата 12 и двух штуцеров прикатодного пермеата 13, 28, между трубными решетками 3 и прижимными решетками 4 расположены монополярный электрод-анод 5, а между прижимными решетками 4 и торцевыми фланцами 2 монополярный электрод-катод 6, при этом металлические щупы - правые 21, расположены внутри трубок 29 с прикатодными мембранами 27 и соединены с двух торцевых сторон с катодом 6, а металлические щупы - левые 22, расположены внутри трубок 25 с прианодными мембранами 26 и соединены с двух торцевых сторон с анодом 5, причем трубки 29 с прикатодными мембранами 27 выполнены большими в три раза диаметрами, клеммы устройства для подвода электрического тока 9 соединены соответственно с монополярным электродом-анодом 5 и монополярным электродом-катодом 6, сборник прикатодного пермеата 7 образован между прижимной решеткой 4 и монополярным электродом-катодом 6, кольцевых прокладок 19, 20, прокладка 24.The tubular-type electro-baromembrane apparatus consists of a cylindrical body with reciprocal 1 and
Цилиндрический корпус с ответными фланцами 1, торцевые фланцы 2, трубная решетка 3, прижимная решетка 4, штуцера ввода исходного раствора и вывода ретентата 10, 11, штуцера вывода прикатодного пермеата 13, 28, штуцера вывода прианодного пермеата 12, выполнены из диэлектрического материала - капролона или стеклотекстолита.Cylindrical body with
Трубки 25, 29 могут быть изготовлены из пористого фторопласта.The
Монополярный электрод-анод 5, соединены с металлическими щупами левыми 22 с двух торцевых сторон и могут быть изготовлены из материала марок Х18Н15-ПМ, Х18Н15-МП.Monopolar electrode-
Монополярный электрод-катод 6, соединен с металлическими щупами правыми 21 с двух торцевых сторон и могут быть изготовлены из материала марок Х18Н15-ПМ, Х18Н15-МП, также как и клеммы устройства для подвода электрического тока 9.The monopolar electrode-
В качестве прианодных и прикатодных мембран 26, 27 могут применяться мембраны следующих типов МГА-95, МГА-70П, МГА-80П, МГА-90П, МГА-95П-Н, МГА-95ПТ, МГА-100П, УАМ-150П, УАМ-300П, УАМ-500П, УАМ-1000П, ОПМН-П, ОФМНП, ОПМ-К, ESPA, ESNA, мембраны «Таммел».Membranes of the following types MGA-95, MGA-70P, MGA-80P, MGA-90P, MGA-95P-N, MGA-95PT, MGA-100P, UAM-150P, UAM- can be used as anode and
Уплотнительные прокладки 15 и прокладки 14 могут быть изготовлены из паронита.
Кольцевые прокладки 19, 20 и прокладка 24 могут изготавливаться из паронита, резины.
Электробаромембранный аппарат трубчатого типа работает следующим образом. Исходный раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, фиг. 1, 2, через штуцер ввода исходного раствора 10 подается вовнутреннее пространство цилиндрического корпуса с ответными фланцами 1, где постепенно заполняет весь объем. В этот же момент времени к аппарату подводится внешнее постоянное электрическоеполе вызывающее определенную плотность тока в растворе путем подключения клемм устройства для подвода электрического тока 9, фиг. 1, 2, 3, через монополярные электроды-анод и катод 5, 6, соединены с металлическими щупами правыми 21 и левыми 22 соответственно с двух торцевых сторон. Раствор, протекает в межмембранном пространстве, фиг. 1, между цилиндрическим корпусом с ответными фланцами 1, трубными решетками 3 и прианодными и прикатодными мембранами 26, 27 расположенными на трубках 25 и 29 соответственно двигаясь, перемешивается. В межмембранном пространстве, фиг. 1, 4, 5, 6, вещество, растворенное в жидкости диссоциирует на ионы, под действием электрического тока анионы и катионы проникают через прианодные и прикатодные мембраны 26, 27, соответственно в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус», далее сквозь трубки 25, 29 и попадают в зазоры между внутренними частями трубки 25, 29 и щупами металлическими правыми 21 и левыми 22, а затем самотеком с прианодным и прикатодным пермеатами и газами, образующимися на щупах металлических правых 21 и левых 22 в результате электрохимических реакций поступает в сборники прикатодного и прианодного пермеата 7, 8, фиг. 1. Далее прианодный пермеат отводится через каналы прианодного пермеата 23, расположенными в сечении аппарата от горизонтальной оси под углами 3π/2 совпадающими с отверстиями в штуцерах вывода прианодного пермеата 12 вкрученных на резьбе в прижимные решетки 4 в виде кислот и растворенных газов, а прикатодный пермеат отводится из сборника прикатодного пермеата 7, через штуцеры вывода прикатодного пермеата 13, 28, расположенными в сечении аппарата от горизонтальной оси под углами 3π/2 с обеих торцевых сторон электробаромембранного аппарата в виде оснований и растворенных газов в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус».Electrobaromembrane apparatus of the tubular type operates as follows. The initial solution under pressure exceeding the osmotic pressure of the substances dissolved in it, FIG. 1, 2, through the inlet of the
Таким образом, из раствора последовательно протекающего по всему межмембранному пространству электробаромембранного аппарата трубчатого типа, фиг. 1, образованного между цилиндрическим корпусом с ответными фланцами 1, трубными решетками 3, прианодными и прикатодными мембранами 26, 27, в зависимости от схемы подключения электродов «плюс» или «минус», в виде анионов и катионов удаляются растворенные вещества. Торцевые концы трубок 25, 29 фиг. 1, с прианодными и прикатодными мембранами 26, 27 соответственно закреплены в трубных решетках 3 и прижимных решетках 4 при помощи кольцевых прокладок 19 и 20, вставленных в посадочную поверхность на внутренней стороне трубных решеток 3 и прижимных решеток 4, которые охватывают концы трубок 25, 29 с внешней стороны вместе с прианодными и прикатодными мембранами 26, 27 и препятствуют протеканию разделяемого раствора в сборники прикатодного и прианодного пермеата 7, 8 соответственно.Thus, from a solution sequentially flowing over the entire intermembrane space of the tubular-type electro-baromembrane apparatus, FIG. 1 formed between a cylindrical body with
Увеличение площади мембран для разделения растворов, фиг. 1, 4, 5, 6, обеспечено тем, что трубки 29 с расположенными снаружи прикатодными мембранами 27, выполнены увеличенными диаметрами в три раза, а трубки 25 с прианодными мембранами 26 расположены в камере разделения раствора (межмембранном канале).The increase in the area of membranes for the separation of solutions, FIG. 1, 4, 5, 6, it is ensured that the
Снижение гидравлического сопротивления в каналах для отвода прикатодного пермеата, фиг. 1, 5, обеспечено тем, что трубки 29 с расположенными снаружи прикатодными мембранами 27, выполнены увеличенными диаметрами в три раза и отвод прикатодного пермеата осуществляется через два штуцера вывода прикатодного пермеата 13, 28, что позволяет более свободно циркулировать прикатодному пермеату.The decrease in hydraulic resistance in the channels for removal of the cathode permeate, FIG. 1, 5, it is ensured that the
Увеличение качества и эффективности разделения растворов, фиг. 1, 4, 5, 6, осуществляется за счет того, что в камере разделения растворов расположено большее количество трубок 29, 25 с расположенными снаружи прикатодными 27 и прианодными 26 мембранами.Increasing the quality and separation efficiency of solutions, FIG. 1, 4, 5, 6, due to the fact that in the separation chamber of the solutions there are
На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата трубчатого типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос при разделении растворов химических, машиностроительных и пищевых производств.On the developed design of a tubular type electro-baromembrane apparatus without applying an electric field, it is possible to carry out baromembrane processes, for example microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis in the separation of solutions of chemical, engineering and food industries.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120084A RU2716121C1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Tubular electrobaromembrane unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120084A RU2716121C1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Tubular electrobaromembrane unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716121C1 true RU2716121C1 (en) | 2020-03-05 |
Family
ID=69768122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019120084A RU2716121C1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Tubular electrobaromembrane unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716121C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7029563B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-04-18 | Zhejiang Omex Environmental Engineering Ltd. | EDI device with composite electrode |
RU2625669C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" | Tubular-type electrobaromembrane device |
RU2685091C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Tubular type electric baromembrane device |
RU2689615C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Tubular electrically-barometric unit |
-
2019
- 2019-06-27 RU RU2019120084A patent/RU2716121C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7029563B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-04-18 | Zhejiang Omex Environmental Engineering Ltd. | EDI device with composite electrode |
RU2625669C1 (en) * | 2016-03-10 | 2017-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" | Tubular-type electrobaromembrane device |
RU2685091C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Tubular type electric baromembrane device |
RU2689615C1 (en) * | 2018-10-09 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Tubular electrically-barometric unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2625669C1 (en) | Tubular-type electrobaromembrane device | |
US7691249B2 (en) | Method and apparatus for making electrolyzed water | |
RU2685091C1 (en) | Tubular type electric baromembrane device | |
CN110325668B (en) | Method and electrolytic cell for producing detergent and disinfectant liquids | |
US20090008269A1 (en) | Electrocoagulation reactor and water treatment system and method | |
US8652326B2 (en) | Device for the continuous electrochemical deionisation with integrated membrane unit | |
RU2403957C1 (en) | Flat-chamber electric baromembrane apparatus | |
CN112752868A (en) | Electrochemical flow reactor | |
RU2540363C1 (en) | Electric baromembrane device of tubular type | |
RU2716121C1 (en) | Tubular electrobaromembrane unit | |
RU2689615C1 (en) | Tubular electrically-barometric unit | |
WO2007046730A2 (en) | Water electrochemical processing device | |
US3985636A (en) | Electrodialysis apparatus electrode system | |
WO2014113178A1 (en) | Apparatus and method for generating a stabilized sanitizing solution | |
RU2700333C1 (en) | Tubular electrically-baromembrane unit | |
RU2622659C1 (en) | Flat-chamber electrobaromembrane equipment | |
RU2718037C1 (en) | Electrobaromembrane device of tubular type | |
RU2411986C2 (en) | Reel-type electric baromembrane apparatus | |
RU2625116C1 (en) | Tubular electrobaromembranous device | |
RU2803966C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of tubular type | |
RU2712599C1 (en) | Electrobaromembrane device of combined type | |
RU2658410C1 (en) | Electro-membrane apparatus of planar chamber type | |
RU2375313C2 (en) | Flow diaphragm cell | |
RU2326721C2 (en) | Roll type electro-bar membrane instrument | |
SU1681926A1 (en) | Membrane apparatus |