УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОМ Российский патент 1996 года по МПК B01D63/02 

Изобретение относится к мембранной технологии и предназначено для насыщения жидкости отделяемыми компонентами газовой смеси, например, в рыбоводстве.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является устройство для насыщения жидкости газом, содержащее корпус, первую крышку со штуцерами подвода жидкости и газовой смеси, вторую крышку со штуцером отвода насыщенной газом жидкости и расположенную внутри корпуса мембранную упаковку из полых волокон.

Цель изобретения повышение производительности известного устройства и обеспечение возможности использования его как для насыщения жидкости, так и для разделения газовой смеси.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, первую крышку 2, снабженную штуцерами подвода жидкости 3 и газа 4, вторую крышку 5 со штуцером 6 отвода насыщенной газом жидкости и расположенную внутри корпуса мембранную упаковку из полых волокон 7, размещенную на полом перфорированном сердечнике 8, соединенном со штуцером 3 подвода жидкости. Штуцер 9 в крышке 5 служит для вывода обедненной газовой смеси и сообщен с открытыми концами полых волокон мембранной упаковки. Для изготовления мембранной упаковки использованы газоразделительные полые волокна, представляющие собой асимметричную мембрану, в которой тонкий селективный слой нанесен внутри волокна на микропористую подложку.

Посредством уплотнительных колец 10 крышки крепятся к корпусу 1, на выходе из корпуса размещен коллектор 11 для сбора обедненной газовой смеси. Мембранный элемент 8 фиксирован в корпусе 1 радиальными опорами 12 и с торцов в клеевых блоках 13 эпоксидирован и срезан перпендикулярно оси.

Устройство работает следующим образом. Подлежащая насыщению жидкость подается в перфорированный сердечник 8 и проникает в межволоконное пространство мембранной упаковки 7. Газ подается патрубком 4 и через эпоксидированный открытый торец клеевого блока 13 входит внутрь волокон упаковки 7. Внутри волокон на поверхности тонкого селективного слоя происходит газоразделение, при котором легкопроникающие компоненты газовой смеси проходят через мембрану 7, заполняя пористую подложку, и под давлением вдоль поверхности мембраны контактируют с омывающей полые волокна жидкостью. Подлежащая насыщению легкопроникающими компонентами газовой смеси жидкость, проходя по пространству полых волокон, насыщается газом и выходит через патрубок 6.

Газ, подаваемый в полые волокна, частично выводится через коллектор 11 штуцером 9. Мембранная упаковка используется как газоразделительный элемент, обеспечивающий насыщение жидкости легкопроникающими компонентами газовой смеси через мембрану, а также в качестве эффективной поверхности межфазной границы "газ-жидкость". Волокна в упаковке выполнены асимметричными, при этом тонкий селективный слой обладает свойствами повышенной проницаемости кислорода, а микропористая подложка обеспечивает большую площадь межфазной поверхности.

Устройство может быть использовано для насыщения кислородом водоемов рыбоводных хозяйств. Данная конструкция позволяет осуществить получение кислорода из воздуха и насыщение им водной среды, заменяя ранее применяемые для этой цели устройства, что приводит к экономии капитальных вложений и энергозатрат.

Сущность изобретения: устройство для насыщения жидкости газом содержит корпус, первую крышку со штуцерами подвода жидкости и газовой смеси, вторую крышку со штуцерами отвода насыщенной газом жидкости и вывода обедненной газовой смеси, расположенную внутри корпуса на полом перфорированном сердечнике мембранную упаковку из полых волокон, открытые концы которых на одном торце упаковки сообщены со штуцером подвода газовой смеси, а на другом торце - со штуцером вывода обедненной газовой смеси. Газоразделительные полые волокна могут быть выполнены асимметричными с внешним микропористым слоем и внутренним тонким селективным слоем. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОМ, содержащее корпус, первую крышку со штуцерами подвода жидкости и газовой смеси, вторую крышку со штуцером отвода насыщенной газом жидкости, расположенную внутри корпуса мембранную упаковку из полых волокон, открытые концы которых на одном торце упаковки сообщены со штуцером подвода газовой смеси, отличающееся тем, что мембранная упаковка размещена на полом перфорированном сердечнике, соединенном со штуцером подвода жидкости, в качестве полых волокон использованы газоразделительные волокна, вторая крышка снабжена штуцером вывода обедненной газовой смеси, сообщенным с открытыми концами полых волокон на втором торце мембранной упаковки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газоразделительные полые волокна выполнены асимметричными с внешним микропористым слоем и внутренним тонким селективным слоем.