SU1209247A1 - Мембранный аппарат дл разделени и концентрировани высокомолекул рных соединений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химической технологии и машиностроению, св занн151ми с разделением и концентрированием водных растворов, конкретнее к устройствам дл  осуществлени  этих процессов с помощью полупроницаемых мембран. Аппарат может использоватьс  в любой отрасли промышленности , где целесообразно применение процессов обратного осмоса или ультрафильтрации . Наиболее целесообразно его применение дл  разделени  и концентрировани  растворов высокомолекул рных соединений (ВМС) с использованием ультрафильтрационных полупроницаемых мембран.

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса путем уменьшени  вли ни  концентрационной пол ризации при посто нном объемном расходе исходного раствора , привод щего, в частности, к увеличению степени разделени  (очистки) и скорости очистки.

На фиг. 1 изображены элементы мембранного аппарата до сборки; на фиг. 2 - аппарат в сборе.

Между верхним несущим фланцем 1 и нижним 2, которые при сборке аппарата сжимаютс  шпильками 3, расположены собранные в пакет мембранные и промежуточные элементы. Каждый мембранный элемент включает опорную пластину 4. На ней с одной стороны выполнен паз 5, в котором размещаетс  при сборке аппарата промежуточный уплотнительный элемент 6. На этой же стороне пластины центральна  ее часть выполнена рифленой, в частности в виде гофр, т.е. рифлена  поверхность 7. Дл  увеличени  высоты рабочего канала в центральной части может быть выполнено углубление. На обратной стороне пластины 4 выполнены канавки 8 дл  сбора пермеата и подвода его к каналам 9 и коллектору 10 дл  отвода пермеата из аппарата. В собранном виде на канавках 8 размещена подложка 11 и полупроницаема  мембрана 12. Канавки 8 могут иметь любой профиль - пр моугольный , треугольнь й, полуокружность и т.д. Они могут быть выполнены в виде параллельных линий или в виде сетки на гюверх- ности пластины.

На двух противоположных кра х пластины 4 выполнены узлы перетока, состо щие из вертикального канала 13 и наклонного канала 14, выходное отверстие 15 которого размещено на турбулизирующей рифленой поверхности 7.

На одной стороне промежуточного элемента 6 выполнены отверсти  16, совпадающие с отверсти ми каналов 13.

В двух крайних опорных пластинах в наборе или в обоих фла1П,ах выполнены коллекторы 17 дл  подвода и отвода раздел емого раствора.

Несущие фланцы 1 и 2 выполнены из прочного материала с большим сопротивлением на изгиб, лучше всего из металла. Опорные пластины выполнены из пластмассы , могут быть изготовлены в пресс-формах. Подложка может быть выполнена из кап- , роковой ткани, бумаги, любого другого пористого проницаемого материала. Промежуточный элемент 6 выполн ют из упругого материала - резины или пластмассы.

Турбулизирующа  рифлена  поверхность 7 опорной пластины 4 может быть вы0 полнена фрезерованием, накаткой, непосредственно при прессовании, рифление может быть наклеено на пластину 4. Профиль рифлени  может иметь любую форму, котора  бу.ает различна дл  разных растворов в за5 висимости от их в зкости, плотности, температуры , наличи  взвесей, объемного расхода . Турбулизирую1дий эффект про вл етс  локально только в месте возникновени  Typ6yj eHTHoro вихр . Дл  этого вс  поверх ность выполнена ребристой, ребра могут

0 быть пр моугольными, овальными, треуголь ными, иметь более сложную форму. На поверхности они могут располагатьс  по пр мым параллельным лини м, по извилистым лини м, по концентрическим окружност м,

5 по беспор дочным лини м. Поверхность пластины может быть выполнена также в виде множества отдельных выступов различной формы и плотности.

Мембранный аппарат работает следующим образом.

0 Исходный раствор подают в аппарат через коллектор 17, из которого он распредел етс  по каналам 13 и по каналам 14 подводитс  к рифленой поверхности 7 последовательно на каждом мембранном элементе. Толщиной промежуточного элемента 6 .мож5 но регулировать зазор между мембраной 12 и опорной пластиной 4 соседнего мембранного элемента.

Пермеат проходит через мембрану 12 и по канавкам 8 проходит до отверстий кана0 лов 9, по коллектору 10 выводитс  из аппарата . Сконцентрированный раствор, пройд  последовательно над всеми мембранами в пакете, по противоположному коллектору 17 выходит из аппарата.

- Предлагаемый аппарат был изготовлен

и испытан в промышленных услови х. Фланцы аппарата изготовлены из нержавеющей стали 1Х18Н10Т, опорные пластины из винипласта с размерами 400 X 500 X 20 мм,

Q подложка из капроновой ткани, полупроницаемые мембраны из ацетата целлюлозы со средним размером пор 570 А, промежуточные элементы из резины толщиной 8 .мм. Очистке подвергали водный раствор гидро- лизипа, загр зненный пигментами крови.

5 Рабочее давление 3,5 ати. У ппарат был собран из 22 элементов, причем на шести первых опорные пластины не имели турбулизирующей поверхности, а на остальных накаткой были нанесены ребра пр моугольного сечени  с высотой 0,5 мм и шагом 2 мм. Объемный расход исходного раствора составил 200 л/час. Начальна  удельна  производительность мембран в среднем составл ла 40 . Через 0,5 ч уд. производительность первых п ти мембран составл ла 8,0 л/м.ч, остальных - 32,0 . Через 3,5 ч, соответственно - 2,5 и 12,0 . Плотность пермеата снижалась на 73% в среднем на первых п ти мембранах, и на 9S°/o - на остальных.

Таким образом, изобретение позвол ет, не измен   объемного расхода жидкости через аппарат, не ввод  в него каких-либо дополнительных деталей и узлов и не вызыва  увеличени  гидравлического сопротивлени  аппарата, уменьша  концентра- ционн-ую пол ризацию, существенно повысить его эффективность и, прежде всего, производительность и качество очистки. Результаты испытани  представл ют собой и одновременное сравнение предлагаемого и известного аппаратов.

17

Фиг. г

/J

/4

Claims (1)

1. МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕ

   НИИ, содержащий два несущих фланца и расположенный между ними набор из мембранных элементов, каждый из которых состоит из опорной пластины с каналами для отвода пермеата и с узлами перетока, подложки и полупроницаемой мембраны, и из промежуточных уплотнительных элементов, выполненных в виде периферийной рамки с узлами перетока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса путем уменьшения влияния концентрационной поляризации при постоянном объемном расходе исходного раствора, на одной поверх ности опорной пластины выполнены канавки, сообщающиеся с каналами отвода, а другая поверхность опорной пластины выполнена рифленой.

   фиг. 1 f