RU2822266C1 - Combined type electric baromembrane apparatus - Google Patents
Combined type electric baromembrane apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822266C1 RU2822266C1 RU2023134797A RU2023134797A RU2822266C1 RU 2822266 C1 RU2822266 C1 RU 2822266C1 RU 2023134797 A RU2023134797 A RU 2023134797A RU 2023134797 A RU2023134797 A RU 2023134797A RU 2822266 C1 RU2822266 C1 RU 2822266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- anode
- cathode
- permeate
- chambers
- Prior art date
Links
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- UDKABVSQKJNZBH-DWNQPYOZSA-N Melengestrol acetate Chemical compound C1=C(C)C2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC(=C)[C@](OC(=O)C)(C(C)=O)[C@@]1(C)CC2 UDKABVSQKJNZBH-DWNQPYOZSA-N 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой промышленности, агропромышленном комплексе и т.п.The invention relates to the field of separation, concentration and purification of solutions by methods of electromicrofiltration, electroultrafiltration, electron nanofiltration, electroosmofiltration and can be used in the chemical, engineering, food industries, agro-industrial complex, etc.
Аналогом данной конструкции является плоскокамерный мембранный аппарат, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. «Процессы и аппараты химической технологии. Часть 2.», М.: Химия, 1995, стр. 347-348, представляющий собой набор эллиптических мембранных элементов, находящихся между круглыми фланцами, и трубчатый мембранный модуль для фильтрации жидкости, конструкция которого приведена в патенте RU 2156645 С1, 27.09.2000. Недостатками аналога являются: низкое качество и эффективность разделения растворов, невозможность дифференцированного выделения ионов в потоках прикатодного и прианодного пермеата на промежуточной ступени разделения. Частично недостатки устранены в прототипе.An analogue of this design is a flat-chamber membrane apparatus, given in the work of Yu.I. Dytnersky. “Processes and apparatus of chemical technology. Part 2.”, M.: Khimiya, 1995, pp. 347-348, which is a set of elliptical membrane elements located between round flanges, and a tubular membrane module for filtering liquids, the design of which is given in patent RU 2156645 C1, 09.27.2000 . The disadvantages of the analogue are: low quality and efficiency of solution separation, the impossibility of differentiated separation of ions in the cathode and anode permeate flows at the intermediate separation stage. The shortcomings were partially eliminated in the prototype.
Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат комбинированного типа, конструкция которого приведена в патенте RU 2788625 C1, 23.01.2023. Бюл. № 3. Прототип состоит из двух крышек, имеющих штуцер ввода разделяемого раствора, штуцеров вывода ретентата первой и второй ступени, штуцеров вывода пермеата второй ступени и подачи воздуха, камер для прианодного и прикатодного пермеата первой ступени, выступов для фиксации трубчатых модулей, трубок трубчатого модуля, корпуса плоскокамерного модуля, опорных колец, каналов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, обратных клапанов, прианодной и прикатодной дренажных сеток, пористых подложек, прианодных и прикатодных мембран, поплавковых уровнемеров, прокладок, прокладок с каналом для отвода прианодного и прикатодного пермеата, байонетного кольца, клемм устройства для подвода электрического тока - анода и катода, выполненных в виде цилиндрических шпилек с резьбой, в которых имеются круглые сквозные прикатодные и прианодные проточки, диэлектрических перегородок, монополярных электродов, камер вывода ретентата второй ступени, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, 3-х контурных модулей охлаждения типа «труба в трубе», переточных отверстий, переточных каналов.The prototype of this design is a combined-type electric pressure-membrane apparatus, the design of which is given in patent RU 2788625 C1, 01/23/2023. Bull. No. 3. The prototype consists of two covers with an input fitting for the solution being separated, fittings for the first and second stage retentate output, fittings for the second stage permeate output and air supply, chambers for the anode and near-cathode permeate of the first stage, protrusions for fixing tubular modules, tubes of the tubular module , housing of the flat-chamber module, support rings, channels for removal of anode and near-cathode permeate, check valves, anode and near-cathode drainage grids, porous substrates, near-anode and near-cathode membranes, float level gauges, gaskets, gaskets with a channel for removal of near-anode and near-cathode permeate, bayonet ring , terminals of the device for supplying electric current - anode and cathode, made in the form of cylindrical threaded studs, in which there are round through near-cathode and near-anode grooves, dielectric partitions, monopolar electrodes, second-stage retentate output chambers, cooling water inlet and outlet fittings, 3 - circuit cooling modules of the “pipe-in-pipe” type, overflow holes, overflow channels.
Недостатками прототипа являются: малая площадь разделения раствора на единицу объема аппарата и наличие концентрационной поляризации, низкое качество и эффективность разделения растворов, малая поверхность охлаждения и высокое гидравлической сопротивление.The disadvantages of the prototype are: small area of solution separation per unit volume of the apparatus and the presence of concentration polarization, low quality and efficiency of solution separation, small cooling surface and high hydraulic resistance.
Технический результат выражается увеличением площади разделения раствора на единицу объема плоскокамерного модуля аппарата и снижением эффекта концентрационной поляризации, повышением качества и эффективности разделения растворов, увеличением поверхности охлаждения пермеата второй ступени и снижением гидравлического сопротивления за счет того, что аппарат состоит из двух крышек, имеющих штуцер ввода разделяемого раствора, штуцеров вывода ретентата второй и первой ступени, штуцеров вывода пермеата второй ступени и подачи воздуха, камер для прианодного и прикатодного пермеата первой ступени, выступов для фиксации трубчатых модулей, трубок трубчатого модуля, корпуса плоскокамерного модуля, опорных колец, каналов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, обратных клапанов, прианодной и прикатодной дренажных сеток, пористых подложек, прианодных и прикатодных мембран, поплавковых уровнемеров, прокладок, прокладок с каналом для отвода прианодного и прикатодного пермеата, байонетного кольца, клемм устройства для подвода электрического тока - анода и катода, выполненных в виде цилиндрических шпилек с резьбой, в которых имеются круглые сквозные прикатодные и прианодные проточки, диэлектрических перегородок, монополярных электродов, камер вывода ретентата второй ступени, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, 3-х контурных модулей охлаждения типа «труба в трубе», переточных отверстий, переточных каналов, отличающийся тем, что в корпусе плоскокамерного модуля с противоположных сторон выполнены горизонтальные и вертикальные циркуляционные каналы разделяемого раствора, отделенные заглушками и соединяющие соседние камеры разделения, в 3-х контурных модулях охлаждения типа «труба в трубе» распложены на равном расстоянии друг от друга чередующиеся в вертикальной плоскости от камер для прианодного и прикатодного пермеата первой ступени до камер вывода ретентата второй ступени переточные отверстия гиперболоидной формы для циркуляции пермеата второй ступени и гиперболоидные переточные каналы для циркуляции охлаждающей воды.The technical result is expressed by an increase in the area of solution separation per unit volume of the flat-chamber module of the apparatus and a decrease in the effect of concentration polarization, an increase in the quality and efficiency of solution separation, an increase in the cooling surface of the second stage permeate and a decrease in hydraulic resistance due to the fact that the apparatus consists of two covers with an input fitting separated solution, retentate outlet fittings of the second and first stages, permeate outlet fittings of the second stage and air supply, chambers for the near-anode and near-cathode permeate of the first stage, protrusions for fixing tubular modules, tubular module tubes, flat-chamber module housing, support rings, channels for removing near-anode and near-cathode permeate, check valves, near-anode and near-cathode drainage grids, porous substrates, near-anode and near-cathode membranes, float level gauges, gaskets, gaskets with a channel for draining near-anode and near-cathode permeate, bayonet ring, terminals of the device for supplying electric current - anode and cathode, made in the form of cylindrical threaded studs, in which there are round through cathode and near-anode grooves, dielectric partitions, monopolar electrodes, second-stage retentate outlet chambers, cooling water inlet and outlet fittings, 3-circuit “pipe-in-pipe” cooling modules, overflow openings, overflow channels, characterized in that in the body of the flat-chamber module, on opposite sides there are horizontal and vertical circulation channels of the separated solution, separated by plugs and connecting adjacent separation chambers, in 3-circuit cooling modules of the “pipe-in-pipe” type, located equally at a distance from each other, alternating in a vertical plane from the chambers for the near-anode and near-cathode permeate of the first stage to the retentate output chambers of the second stage are hyperboloid-shaped overflow holes for circulation of the second-stage permeate and hyperboloid overflow channels for the circulation of cooling water.
На фиг. 1 изображен основной вид электробаромембранного аппарата комбинированного типа; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - вид снизу; на фиг. 4 - горизонтальный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - сложный разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - сложный разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 7 - сложный разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 8 - выносной элемент фиг. 7, схема миграции катионов, анионов и циркуляции разделяемого раствора в плоскокамерном модуле; на фиг. 9 - выносной элемент фиг. 7, схема циркуляции пермеата второй ступени; на фиг. 10 - выносной элемент фиг. 7, схема циркуляции охлаждающей воды.In fig. 1 shows the main view of a combined-type electric pressure-membrane apparatus; in fig. 2 - top view; in fig. 3 - bottom view; in fig. 4 - horizontal section A-A in Fig. 1; in fig. 5 - complex section B-B in Fig. 4; in fig. 6 - complex section B-B in Fig. 4; in fig. 7 - complex section Г-Г in Fig. 4; in fig. 8 - extension element of Fig. 7, diagram of migration of cations, anions and circulation of the separated solution in a flat-chamber module; in fig. 9 - extension element of Fig. 7, second stage permeate circulation diagram; in fig. 10 - extension element of Fig. 7, cooling water circulation diagram.
Электробаромембранный аппарат комбинированного типа состоит из двух крышек 1 и 2, имеющих штуцер ввода разделяемого раствора 3, штуцеров вывода ретентата второй и первой ступени 4 и 5, штуцеров вывода пермеата второй ступени и подачи воздуха 6 и 7, камер для прианодного и прикатодного пермеата 8 и 9 первой ступени, выступов для фиксации трубчатых модулей 10 и 11, трубок трубчатого модуля 12, корпуса плоскокамерного модуля 13, опорных колец 14 и 24, каналов для отвода прианодного и прикатодного пермеата 15 и 16, обратных клапанов 17, прианодной и прикатодной дренажных сеток 18 и 32, пористых подложек 19, прианодных и прикатодных мембран 20 и 31, поплавковых уровнемеров 21, прокладок 22, прокладок 23 с каналом для отвода прианодного и прикатодного пермеата, заглушек 25, байонетного кольца 26, клемм устройства для подвода электрического тока - анода 27 и катода 28, выполненных в виде цилиндрических шпилек с резьбой, в которых имеются круглые сквозные прикатодные и прианодные проточки 35 и 36, горизонтальных и вертикальных циркуляционных каналов 29 разделяемого раствора в корпусе плоскокамерного модуля 13, диэлектрических перегородок 30, монополярных электродов 33 и 34, камер вывода ретентата второй ступени 37, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды 38 и 39, 3-х контурных модулей охлаждения 40 типа «труба в трубе», переточных отверстий 41, переточных каналов 42.The electric pressure-membrane apparatus of the combined type consists of two covers 1 and 2, having an input fitting for the separated solution 3, outlet fittings for the second and first stage retentate 4 and 5, fittings for the output of the second stage permeate and air supply 6 and 7, chambers for the near-anode and near-cathode permeate 8 and 9 of the first stage, protrusions for fixing tubular modules 10 and 11, tubes of the tubular module 12, body of the flat-chamber module 13, support rings 14 and 24, channels for draining the anode and near-cathode permeate 15 and 16, check valves 17, near-anode and near-cathode drainage grids 18 and 32, porous substrates 19, near-anode and near-cathode membranes 20 and 31, float level gauges 21, gaskets 22, gaskets 23 with a channel for draining near-anode and near-cathode permeate, plugs 25, bayonet ring 26, terminals of the device for supplying electric current - anode 27 and cathode 28, made in the form of cylindrical threaded pins, in which there are round through near-cathode and near-anode grooves 35 and 36, horizontal and vertical circulation channels 29 of the separated solution in the body of the flat-chamber module 13, dielectric partitions 30, monopolar electrodes 33 and 34, output chambers second stage retentate 37, cooling water inlet and outlet fittings 38 and 39, 3-circuit pipe-in-pipe cooling modules 40, overflow holes 41, overflow channels 42.
Крышки 1, 2, штуцер ввода разделяемого раствора 3, штуцера вывода ретентата второй и первой ступени 4, 5, штуцеры вывода пермеата второй ступени и подачи воздуха 6, 7, корпус плоскокамерного модуля 13, опорные кольца 14, 24, байонетное кольцо 26, диэлектрические перегородки 30, 3-х контурный модуль охлаждения 40 выполнены из диэлектрического материала капролон или полиамид-6.Covers 1, 2, inlet fitting for the separated solution 3, outlet fittings for the second and first stage retentate 4, 5, fittings for the second stage permeate outlet and air supply 6, 7, housing of the flat-chamber module 13, support rings 14, 24, bayonet ring 26, dielectric partitions 30, 3-circuit cooling module 40 are made of dielectric material caprolon or polyamide-6.
Трубки трубчатого модуля 12 могут быть изготовлены из трубчатого ультрафильтра типа БТУ 05/2.The tubes of the tubular module 12 can be made from a tubular ultrafilter of type BTU 05/2.
Прианодные и прикатодные дренажные сетки 18, 32 могут быть выполнены из материала Х18Н10Т, 20Х23Н18, 10Х17Н13М2Т, О8Х18Т1.Anode and near-cathode drainage grids 18, 32 can be made of material Х18Н10Т, 20Х23Н18, 10Х17Н13М2Т, О8Х18Т1.
Пористые подложки 19 могут быть выполнены из листа ватмана.The porous substrates 19 can be made from a sheet of whatman paper.
Прианодные и прикатодные мембраны 20, 31 могут быть выполнены из полотна мембран ОПМН-П, ОПМН-К, ОПМ-К, МГА-95, МГА-100, УАМ-50, УАМ-100.Anode and cathode membranes 20, 31 can be made of membrane fabric OPMN-P, OPMN-K, OPM-K, MGA-95, MGA-100, UAM-50, UAM-100.
Прокладки 22 и прокладки 23 с каналом для отвода прианодного и прикатодного пермеата могут быть выполнены из паронита.Gaskets 22 and gaskets 23 with a channel for draining near-anode and near-cathode permeate can be made of paronite.
Монополярные электроды 33, 34 могут быть изготовлены из 20-45 процентного пористого проката типа Х18Н15-ПМ, Х18Н15-МП, Н-МП, ЛНПИТ, ЛПН-ПМ.Monopolar electrodes 33, 34 can be made from 20-45 percent porous rolled products such as Kh18N15-PM, Kh18N15-MP, N-MP, LNPIT, LPN-PM.
Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.
Исходный раствор под трансмембранным давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер ввода разделяемого раствора 3, фиг. 1, 3, 5, 6, 7, расположенного на крышке 2, подается в первую камеру разделения плоскокамерного модуля, образованную нижней крышкой 2, прокладкой 22, опорным кольцом 14 и прианодной мембраной 20, далее переходит через горизонтальные и вертикальный циркуляционные каналы 29 разделяемого раствора в корпусе плоскокамерного модуля 13, отделенные заглушками 25, фиг. 7, 8, всего аппарата, попадая в последнюю камеру разделения плоскокамерного модуля, образованную верхней крышкой 1, прокладкой 22, опорным кольцом 14 и прикатодной мембраной 31 и выводится в виде ретентата через штуцер вывода ретентата первой ступени 5. Средние камеры разделения образованы межмембранными каналами, расположенными между прианодными и прикатодными мембранами 20 и 31, фиг. 5, 6, 7, при этом разделяемый раствор переходит из одного межмембранного канала в последующие через горизонтальные и вертикальные циркуляционные каналы 29 разделяемого раствора в корпусе плоскокамерного модуля 13, фиг. 7, 8, всего аппарата.The initial solution under transmembrane pressure exceeding the osmotic pressure of the substances dissolved in it, through the input fitting of the separated solution 3, Fig. 1, 3, 5, 6, 7, located on the cover 2, is fed into the first separation chamber of the flat-chamber module, formed by the bottom cover 2, gasket 22, support ring 14 and anode membrane 20, then passes through the horizontal and vertical circulation channels 29 of the separated solution in the body of the flat-chamber module 13, separated by plugs 25, Fig. 7, 8, of the entire apparatus, entering the last separation chamber of the flat-chamber module, formed by the top cover 1, gasket 22, support ring 14 and near-cathode membrane 31 and is discharged in the form of retentate through the retentate outlet fitting of the first stage 5. The middle separation chambers are formed by intermembrane channels, located between the anode and cathode membranes 20 and 31, Fig. 5, 6, 7, while the separated solution passes from one intermembrane channel to subsequent ones through horizontal and vertical circulation channels 29 of the separated solution in the body of the flat-chamber module 13, FIG. 7, 8, the entire device.
При заполнении камер разделения всего аппарата разделяемым раствором на клеммы устройства для подвода электрического тока - анод 27 и катод 28, выполненных в виде цилиндрических шпилек с резьбой, в которых имеются круглые сквозные прикатодные и прианодные проточки 35 и 36, подается внешнее напряжение, которое устанавливает заданную постоянную плотность тока в растворе.When filling the separation chambers of the entire apparatus with the separated solution, an external voltage is applied to the terminals of the device for supplying electric current - anode 27 and cathode 28, made in the form of cylindrical threaded rods, in which there are round through near-cathode and near-anode grooves 35 and 36, which sets a given constant current density in solution.
Растворенные вещества в разделяемом растворе диссоциируют на анионы и катионы, фиг. 8.The dissolved substances in the separated solution dissociate into anions and cations, Fig. 8.
Под действием электрического тока из первой, третьей и пятой камер разделения, фиг. 5, 6, 7, анионы проникают через прианодную мембрану 20, пористую подложку 19 и по прианодной дренажной сетке 18 через прокладку 23 с каналом для отвода прианодного пермеата, далее через круглые сквозные прианодные проточки 36 в цилиндрических шпильках с резьбой, выполняющих функцию клеммы устройства для подвода электрического тока - анода 27, в потоке прианодного пермеата по каналу для отвода прианодного пермеата 15 при открытом обратном клапане 17, заполняет камеру для прианодного пермеата 8 первой ступени, а катионы проникают через прикатодную мембрану 31, пористую подложку 19 и по прикатодной дренажной сетке 32 через прокладку 23 с каналом для отвода прикатодного пермеата, далее через круглые сквозные прикатодные проточки 35 в цилиндрических шпильках с резьбой, выполняющих функцию клеммы устройства для подвода электрического тока - катода 28, в потоке прикатодного пермеата по каналу для отвода прикатодного пермеата 16 при открытом обратном клапане 17, заполняет камеру для прикатодного пермеата 9 первой ступени.Under the influence of electric current from the first, third and fifth separation chambers, FIG. 5, 6, 7, anions penetrate through the anode membrane 20, the porous substrate 19 and along the anode drainage grid 18 through a gasket 23 with a channel for draining the anode permeate, then through round through anode grooves 36 in cylindrical threaded studs, which serve as the terminal of the device for supply of electric current - anode 27, in the flow of near-anode permeate through the channel for removal of near-anode permeate 15 with the check valve 17 open, fills the chamber for near-anode permeate 8 of the first stage, and cations penetrate through the near-cathode membrane 31, the porous substrate 19 and through the near-cathode drainage grid 32 through a gasket 23 with a channel for removing cathode permeate, then through round through cathode grooves 35 in cylindrical threaded studs, which serve as a terminal for the device for supplying electric current - cathode 28, in the flow of near-cathode permeate through a channel for removing cathode permeate 16 with the check valve open 17, fills the chamber for cathode permeate 9 of the first stage.
При заполнении камер для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени, фиг. 4, 5, 6, подача разделяемого раствора через штуцер ввода разделяемого раствора 3 в аппарат прекращается и включаются компрессоры, нагнетающие давление в камеры для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени. Обратные клапаны 17, установленные в аппарате препятствуют попаданию из камер для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени обратно в каналы для отвода прианодного и прикатодного пермеата 15, 16. Уровень прианодного и прикатодного пермеата в камерах для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени отслеживается посредством поплавковых уровнемеров 21.When filling the chambers for the anode and cathode permeate 8, 9 of the first stage, FIG. 4, 5, 6, the supply of the separated solution through the input fitting of the separated solution 3 into the apparatus is stopped and the compressors are turned on, pumping pressure into the chambers for the near-anode and near-cathode permeate 8, 9 of the first stage. Check valves 17 installed in the apparatus prevent the flow from the chambers for the anode and cathode permeate 8, 9 of the first stage back into the channels for the removal of the anode and cathode permeate 15, 16. The level of the anode and cathode permeate in the chambers for the anode and cathode permeate 8, 9 of the first stages are monitored by float level gauges 21.
Исходный раствор, поступающий по штуцеру ввода разделяемого раствора 3, фиг. 5, 6, 7, и проходящий по горизонтальным и вертикальным циркуляционным каналам 29 разделяемого раствора в корпусе плоскокамерного модуля 13, фиг. 7, всего аппарата переходит из первой, средних и последней камер разделения, очищается от анионов и катинов и выводится из аппарата через штуцер вывода ретентата первой ступени 5, фиг. 1, 2, 5, верхней крышки 1.The initial solution entering through the input fitting of the separated solution 3, Fig. 5, 6, 7, and passing through horizontal and vertical circulation channels 29 of the separated solution in the housing of the flat-chamber module 13, FIG. 7, the entire apparatus passes from the first, middle and last separation chambers, is cleared of anions and catines and is removed from the apparatus through the retentate outlet fitting of the first stage 5, FIG. 1, 2, 5, top cover 1.
Под действием давления, нагнетаемого компрессорами через штуцеры подачи воздуха 7, из камер для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени, фиг. 4, 5, 6, прианодный и прикатодный пермеат подается в трубки трубчатого модуля 12, где разделяется на ретентат второй ступени, попадающий в камеру вывода ретентата второй ступени 37, и через штуцеры 4 выводятся из аппарата, а пермеаты, образующиеся в результате проникновения через трубки трубчатого модуля 12, проходят через переточные отверстия гиперболоидной формы 41 3-х контурного модуля охлаждения 40 типа «труба в трубе», фиг. 9, и отводятся через штуцеры вывода пермеата второй ступени 6.Under the influence of pressure pumped by compressors through air supply fittings 7, from chambers for near-anode and near-cathode permeate 8, 9 of the first stage, FIG. 4, 5, 6, the anode and cathode permeate is fed into the tubes of the tubular module 12, where it is divided into the second stage retentate, which enters the second stage retentate outlet chamber 37, and is removed from the apparatus through fittings 4, and the permeates formed as a result of penetration through the tubes tubular module 12, pass through the hyperboloid-shaped overflow holes 41 of the 3-circuit cooling module 40 of the “pipe-in-pipe” type, FIG. 9, and are discharged through the permeate outlet fittings of the second stage 6.
При опустошении камер для прианодного и прикатодного пермеата 8, 9 первой ступени компрессоры выключаются, подача воздуха через штуцера 7 прекращается. В это же время возобновляется подача исходного раствора через штуцер ввода разделяемого раствора 3 и процесс повторяется.When the chambers for the near-anode and near-cathode permeate 8, 9 of the first stage are emptied, the compressors are turned off and the air supply through fitting 7 is stopped. At the same time, the supply of the initial solution through the input fitting of the separated solution 3 is resumed and the process is repeated.
Одновременно с подачей разделяемого раствора через штуцеры ввода охлаждающей воды 38 подается охлаждающий агент, например, водопроводная вода, заполняя через гиперболоидные переточные каналы 42 3-х контурные модули охлаждения 40 типа «труба в трубе», фиг. 7, 9, 10, расположенные между трубками трубчатого модуля 12 от камер для прианодного и прикатодного пермеата 8 и 9 первой ступени до камер вывода ретентата второй ступени 37, фиг. 4, отводя избыток тепла от пермеата второй ступени, и выводится через штуцер вывода охлаждающей воды 39, фиг. 7, 9.Simultaneously with the supply of the separated solution, a cooling agent, for example, tap water, is supplied through the cooling water inlet fittings 38, filling the 3-circuit cooling modules 40 of the “pipe-in-pipe” type through the hyperboloid flow channels 42, FIG. 7, 9, 10, located between the tubes of the tubular module 12 from the chambers for the anode and cathode permeate 8 and 9 of the first stage to the retentate output chambers of the second stage 37, FIG. 4, removing excess heat from the second stage permeate and is removed through the cooling water outlet fitting 39, FIG. 7, 9.
Увеличение площади разделения раствора на единицу объема плоскокамерного модуля аппарата и снижение эффекта концентрационной поляризации, повышение качества и эффективности разделения растворов достигается за счет того, что в корпусе плоскокамерного модуля с противоположных сторон выполнены горизонтальные и вертикальные циркуляционные каналы разделяемого раствора, отделенные заглушками и соединяющие соседние камеры разделения, фиг. 4, 7, 8.Increasing the area of solution separation per unit volume of the flat-chamber module of the apparatus and reducing the effect of concentration polarization, increasing the quality and efficiency of solution separation is achieved due to the fact that in the body of the flat-chamber module, on opposite sides, there are horizontal and vertical circulation channels of the separated solution, separated by plugs and connecting adjacent chambers separation, fig. 4, 7, 8.
Увеличение поверхности охлаждения пермеата второй ступени и снижение гидравлического сопротивления достигается за счет того, что в 3-х контурных модулях охлаждения типа «труба в трубе» распложены на равном расстоянии друг от друга чередующиеся в вертикальной плоскости от камер для прианодного и прикатодного пермеата первой ступени до камер вывода ретентата второй ступени переточные отверстия гиперболоидной формы для циркуляции пермеата второй ступени и гиперболоидные переточные каналы для циркуляции охлаждающей воды, фиг. 7, 9, 10.An increase in the cooling surface of the second-stage permeate and a decrease in hydraulic resistance is achieved due to the fact that in 3-circuit cooling modules of the “pipe-in-pipe” type, they are located at an equal distance from each other, alternating in a vertical plane from the chambers for the near-anode and near-cathode permeate of the first stage to chambers of the retentate output of the second stage, hyperboloid-shaped overflow holes for circulation of the second-stage permeate and hyperboloid overflow channels for circulation of cooling water, Fig. 7, 9, 10.
Таким образом, разделение раствора происходит в две стадии: на первой стадии разделяемый раствор проходит через первую, средние и последнюю камеры разделения в электромембранном плоскокамерном модуле, а на второй - через два трубчатых мембранных модуля, что обеспечивает высокую степень очистки раствора.Thus, the separation of the solution occurs in two stages: at the first stage, the separated solution passes through the first, middle and last separation chambers in the electromembrane flat-chamber module, and at the second stage through two tubular membrane modules, which ensures a high degree of purification of the solution.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2822266C1 true RU2822266C1 (en) | 2024-07-03 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6436264B1 (en) * | 1997-10-21 | 2002-08-20 | Organo Corporation | Apparatus for electrically producing deionized water |
CN107055713A (en) * | 2017-05-18 | 2017-08-18 | 河北工业大学 | One kind is based on the selectively electrodialytic high rigidity brackish water method for concentration of univalent cation |
RU2712599C1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electrobaromembrane device of combined type |
RU2776315C1 (en) * | 2022-03-05 | 2022-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electrobaromembrane device of combined type |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6436264B1 (en) * | 1997-10-21 | 2002-08-20 | Organo Corporation | Apparatus for electrically producing deionized water |
CN107055713A (en) * | 2017-05-18 | 2017-08-18 | 河北工业大学 | One kind is based on the selectively electrodialytic high rigidity brackish water method for concentration of univalent cation |
RU2712599C1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electrobaromembrane device of combined type |
RU2776315C1 (en) * | 2022-03-05 | 2022-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electrobaromembrane device of combined type |
RU2788625C1 (en) * | 2022-10-20 | 2023-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electrobaromembrane apparatus of combined type |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6656362B1 (en) | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module | |
US4123342A (en) | Ultrafiltration and electrodialysis method and apparatus | |
JPS5832604B2 (en) | Genkairoka Oyobi Denki Tousekihouhou Narabini Sonosouchi | |
US10604426B2 (en) | High efficiency electrochemical desalination system that incorporates participating electrodes | |
US20080078672A1 (en) | Hybrid Capacitive Deionization and Electro-Deionization (CDI-EDI) Electrochemical Cell for Fluid Purification | |
RU2625669C1 (en) | Tubular-type electrobaromembrane device | |
RU2822266C1 (en) | Combined type electric baromembrane apparatus | |
RU2788625C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of combined type | |
KR102250944B1 (en) | Composite electrochemical brackish water desalination system combining electrodialysis and capacitive deionization process | |
RU2622659C1 (en) | Flat-chamber electrobaromembrane equipment | |
RU2804723C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of combined type | |
RU2324529C2 (en) | Electro-baromembranous apparatus of flat chamber type | |
RU2624695C1 (en) | Elektro-baromembrane apparatus with flat coolers | |
KR20170119690A (en) | Methods for reducing contamination in membranes based on fluid flow processes and devices capable of performing such methods | |
KR101932393B1 (en) | Electric deionization device | |
RU2712599C1 (en) | Electrobaromembrane device of combined type | |
RU2776315C1 (en) | Electrobaromembrane device of combined type | |
RU2812596C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of tubular type | |
RU2658410C1 (en) | Electro-membrane apparatus of planar chamber type | |
RU2326721C2 (en) | Roll type electro-bar membrane instrument | |
RU2689615C1 (en) | Tubular electrically-barometric unit | |
RU2716121C1 (en) | Tubular electrobaromembrane unit | |
RU2718402C1 (en) | Flat-chamber type electrobarromembrane apparatus | |
RU2798919C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of tubular type | |
RU2806446C1 (en) | Electro-baromembrane apparatus of flat-chamber type |