Мембранный элемент Советский патент 1989 года по МПК B01D13/00 

15

СП

О

СП ел

О5

оо

Изобретение касается разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано, например, в пищевой промышленности для концентрирования жидких продуктов. Цель изобретения - повышение производительности мембранного элемента. Элемент содержит пористый трубчатый каркас 1 с расположенной на его внутренней поверхности полупроницаемой мембраной 3, снабженный крышками 14 и 15 соответственно для подвода исходного раствора и вывода концентрата. Новым в элементе является то, что турбилизирующее устройство выполнено в виде трубчатой вставки 4, состоящей из соединенных между собой при помощи перемычек 6 втулок 5, стенки которых в продольном сечении имеют крылевидный профиль и снабжены сквозными каналами 8, наклоненными к продольной оси мембранного элемента. 4 ил.

Фаг.1

11 ;;- I ение относится к области 1 i I ия, концентрирования и опит различных растворов метода- 1 I O/iaTHoro осмоса и ультрафильтра- : i и может быть использовано, на- . --icp, в пищевой промышленности для центрирования жидких продуктов. ile:u, изобретения - повышение про- н лшдительности мембранного элеменИа фиг.1 дан мембранный элемент, продольный разрез; на фиг,2 - вариант расположения втулок в турбулизи- руюи1ем устройстве (со встроенным расположением выпуклых поверхностей крылевидного профиля стенок),продоль р;1чреч, на фиг.З - сечение А-А

на фиг.1; на фиг.4 - вариант выполнения итулок турбулпзирующего уст- poiicTBa разрезными в виде сегментов трубчато формы, поперечное сечение. Мембранный элемент дл:я разделения растворов содержит пористый трубча- Ti.ni каркас I , на внутренне поверх- ин Ч и которого расположена подложка 1 S пор 1стогс- 1ли тканевого мате- , н;и ример . На подложку 2 уложена полупрон 1цаемая мембрана 3. Внутри э.емента установлено

Т рб Л1 311руЮ1Цее устройство, ii(.Mi;iiH- в виде рубчато 1 вставк 4, CiiCTOHiaef 1г втулок 5, соединенных .ь :. k o6o продо: Ы Ь М 1 перемычкам Ь i; .1бра ;ова/1ием окон 7 для протека- иия iKU Tnopa. Стенки втулок 5 1меют п пpO oл:ьнo сечен 1и крьшев дны 1

. .

В (. Ч нках 5 выполнены cK-ii i ihie каналы 8 i 9, наклонные к про 1,,: Ы1О11 -злемента. Вч-у.чк 5 vrT.iMoii-i . iihi -л трубчат1.)й вставке с

нlp.lliUнП; l Т иПуКЛО ПОВерХИОСТИ К

п1)олил1,11О1 1 оси :) 1емента.

5 MvM yT быть установ; ены I. 1 1} Очл гол нс 1Ч1вке 4 образом, ч 41 - гмежч1;1х втулок HbinyKJ bie по- .1 П .; 01- ги имеют встречное раснех юже- :. , ..ль: пс качлно на фиг .2.

I iT улки 5 б|.1Т} nhnio.iHLMihi раз ро iiii.iM с брачонл}{пем се менто) 10 i р рча 1ч гг профиля, 1. осд:л1и::пп,ми как

;:рОДО |:,;1|. 6, ГЛК и ., Ч1П. 11

iU iieMi..i4KaM i с обрачовани м окон 12 ,1,ля 1;о-: , расгнора.

; Cu cni Mi кия уст(41чивого по.ло- ,PL тр . бчато, К тавки 4 iuiyTp i мем :п -i.ii ML iiTa , на пгчружной по- ;u-: : t. тти ,тулок 5 И,1пол11ены

5

0

5

0

5

0

5

0

5

расположенные по окружности сферические выступы 13.

Трубчатая вставка 4 может быть изготовлена из полимерного материа- ла;например капрона, одним из известных способов, например литьем.

Трубчатая вставка 4 может быть изготовлена как цельной, так и из отдельных секций или отдельных втулок 5 с последую дим их монтажом в мембранном элементе.

Подвод исходного раствора в элемент и вывод из него концентратора производится соответственно через крышки 14 и 15.

Мембранный элемент работает следующим образом.

Исходнь й раствор, предназначен- ны для разделения, подается через штуцер крышки 14 в элемент под определенным давлением.

При обтекании крылевидного профиля стенок втулок 5 за счет увеличения скорости потока, движущегося по выпуклой поверхности, происходит увеличение турбулизации основного потока, которая усил 1вает- ся от воздействия вихревых потоков, возникающих у задней кромки данного 1рофиля. Одновременно за счет разности давлений у выпуклой и вогнутоГ по- верхносте раствор от выпукло поверхности, где давление ниже, эжект - руется через канадь 8 в сторону вогнутой поверхности. Это приводит к TOMV, что от поверхности мембраны

3в основной центральный поток удаляется раствор с повышенной концентра- растворенного вещества, уменьшая тем самым концентрационную поляризацию и интенсифицируя массообмен,

а также усиливается турбулизация основного центрального потока от воздействия истекающих со значительной скоростью из каналов 8, как из сопел, струй раствора.

При установке в трубчатой вставке

4смежных втулок 5 со встречным расположением выпуклых поверхносте крь левидного их стенок втул- 5, выпуклая поверхность которых к продольной оси элемента, обес ечивают протека1П1е процессов. Что касается втулок 5, вь пуклая поверхность KoTopijix обращена к мембране 3, то обтекани - ix потоком меет место протекание с повышенно скоростью раствора у поверхност,

сопровождаемое усилением турбулиза- ции в зазоре между последней и мембраной 3, а также истечение через каналы 8 струй раствора, оказывающее смывающее воздействие на мембрану с одновременным массопереносом раствора из центральной части элемента к мембране .

При обтекании втулок 5, выполненных разрезньми в виде сегментов 10 трубчатого профиля, процессы, происходящие в элементе, отличаются от описанных тем, что при встрече потока с поперечнььми перемычками 1 1 имеет место увеличение его турбулизации.

По мере движенияраствора в элементе часть его через мембрану 3 проникает в подложку 2, пористый каркас 1 и выводится наружу в виде фильтрата. Вывод концентратора осушествля- ется через крышку 15.

Предложенный мембранный э.лемент за счет увеличения турбулизации потоФиг. 5

Редактор В.Дглжс

Составитель А.Свитпов Техред .Моргеитал

Заказ 5374/6

Тира 600

BHltHilll Государственного комитета по изоорете .M ;: trriqibf и.ч :: 113035, Москва, Ж-35, Раушск:;,. ч.:с . , ;: . - /

5

0

ка разделяемого раствора, ии.тенсифи- кации его массообмена и ула;: -иия БМ- сскокониентрированного кещостпа с поверхности мембраны гтутем см1.;ва поыл- п; ет тначителы о npc n jJ OJUJT L-.-ibi ;-г т ь npoiiecca разлеления.

Ф о р м у л а и 3 о б р г т о -; м

Мембранный элемент, содержаши;; и - ристый тр . бчатый каркас с рг .спо;: - -:;енноГ1 нз его внутремчей гювс рхнос ти пoлyпpoницae oй мембраь;ой и турГчми- зирующее устро -1ство, о т л и ч а К - ш и Г: с я тем, что, с целью повышения произвсдите.ггьности элемент-;, турбуЛИЗИруЫиЮ УСТ Л ЛЮТВО НЫГ ЛЧИОНИ i

. ii;ie трх бчатои вс г, ;г;кн, т: г . ii.;f и ,i:( спединеьпнх ч :м |. ;;, - n iiili ;iepL: -ibri K i.iy. ic-K, стенкм рыл к iipoiio, i :i-.х - .; I.-чс 1 ии n-:t hU криЛСВ11Л11ЫЙ П : riiL Ib и с -:аОЖС- : : ГЬГ О ,иыми канп ;;; 1и. нак;1ОН -Ч И}.1М1: к п:к ДОЛЬНО оси емОр;1Н.ЧОГ:- Ч I b .e И Т Г; .

//

Фиг.Ч

Корр ек 1 . Р

.1о.1-;исн :и