Способ изготовления трубчатого мембранного элемента для селективного разделения смесей Советский патент 1992 года по МПК B01D67/00 

е (Л

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической промышленности для селективного разделения жидкости или газов. Цель изобретения - повышение механической прочности мембранного элемента. Указанная цель достигается выполнением трубчатой оболочки из высокорастяжимых нитей в виде трикотажного полотна и растягиванием перед нанесением мембранообразующе- го материала в радиальном и продольном направлениях с напряжением в нитях, составляющим 0,3-0,8 от их предела прочности. 1 табл.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической промышленности для селективного разделения жидкости или газов путем газопроницаемости, микро- и ультрафильтрации.

Цель изобретения - повышение механической прочности мембранного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что оболочку, выполненную в виде трубчатого трикотажного полотна из высокорастяжимых нитей, предварительно растягивают в радиальном и продольном направлениях с последующим нанесением на нее мембра- нообразующего материала, причем напряжение в нитях составляет 0,3-0,8 предела их прочности.

Предварительно растянутые эластомер- ные нити в мембране создают сжимающие напряжения на мембранообразующий материал. В процессе эксплуатации такого предварительно напряженного мембранного элемента под давлением жидкости или

газа мембранообразующий материал может выдерживать гораздо большее давление, так как основную нагрузку усилий растяжения воспринимают петли оболочки из высокорастяжимых нитей. Сжатый петлями трикотажного полотна мембранообразующий материал под давлением растягивается и работает в нормальном состоянии.

Использование в трикотажном полотне высокорастяжимых нитей позволяет растягивать оболочку мембранного элемента до достижения в нитях напряжений, составляющих 0,3-0,8 предела их прочности.

При напряжении в высокорастяжимых нитях менее 0,3 предела их прочности они не создают достаточного напряжения в мембранообразующем материале и не увеличивают его прочность. Под действием рабочего давления в процессе эксплуатации мембраны она быстро выходит из строя.

При напряжении в высокорастяжимых нитях более 0,8 предела их прочности в процессе эксплуатации предварительно растя-ч

Сл)

оо

го ю

00

нутые нити в мембранном элементе разрушаются, так как под действием рабочего давления напряжения превышают предел прочности нитей.

Необходимость предварительного растяжения оболочки одновременно в радиальном и продольном направлениях связана с обеспечен ем равномерного напряженного состояния в ячейках петли, чтобы при рабочем давлении в мембранообразующем материале по различным направлениям были равные напряжения.

Для создания напряжения в радиальном направлении оболочку из трбучатого трикотажного полотна надевают на стержень большего диаметра, Затем один конец оболочки зажимают хомутом, а другой конец вытягивают в продольном направлении так, чтобы общее напряжение в нитях оболочки трубчатого трикотажного полотна составляло 0,3-0,8 предела прочности этих нитей, после чего этот конец также зажимают хомутом. Затем на растянутую оболочку наносят раствор мембранообразующего материала. Термообработку полученного к убчатого мембранного элемента проводят после снятия хомутов с концов оболочки. Растянутые высокорастяжимые нити после снятия хомутов стремятся возвратиться в первоначальное состояние, создавая сжимающие напряжения по периметру ячейки, образованной петлей, на мембрано- образующий материал

Пример 1, Оболочку в виде трикотажного полотна, связанную из полиуретано- вой нити спандекс линейной плотности 7,8 текс, предел прочности которой составляет 70 Н/мм2 диаметром 10 мм надевают на стержень диаметром 11 мм, растягивают в продольном направлении так, что общее напряжение в нитях составляет 0,3 предела прочности используемой нити спандекс, и зажимают с двух сторон хомутами. Затем стержень с натянутым трикотажным полотном погружают в формовочный раствор для образования мембраны, состоящий из ацетата целлюлозы, ацетон а, воды и перхлората магния в соотношении 22,2; 66,7; 10,0 и 1,1 мас.%.

Нанесенный оаствор слоем 0,2 мм подсушивают при 5°С в течение 3 мин, а затем погружают в осадительную ванну с холодной водой при температуре около 0°С, где

выдерживают в течение 1 ч до полной экстракции ацетона и перхлората магния из пленки. Полученную мембрану снимают со стержня, сняв зажимы хомутов, и термооб- рабатывают в воде при 70-80иС в течение Ь

мин.

Пример 2. Изготовление трубчатого мембранного элемента по примеру 1 осуществляют при надевании оболочки трикотажного полотна на стержень диаметром 35 мм,

а напряжение в нитях создают 0,8 предела их прочности.

Пример 3. Изготовление трубчатого мембранного элемента по примеру 1 осуществляют при надевании оболочки трикотажного полотна на стержень диаметром 14 мм, а напряжение в нитях создают 0,5 предела их прочности.

В таблице приведены механические свойства трубчатого мембранного элемента, полученного в соответствии с указанными примерами.

Предлагаемый способ изготовления трубчатого мембранного элемента позволяет увеличить прочность мембраны в процессе эксплуатации, а значит, повысить рабочее давление и долговечность, прост в реализации и не требует сложного оборудования.

Формула изобретения

Способ изготовления трубчатого мембранного элемента для селективного разделения смесей, заключающийся в изготовлении трубчатой оболочки из нитей текстильного материала, калибровки оболочки и нанесении на ее поверхность мембранообразующего материала, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности мембранного элемента, оболочку выполняют из высокорэстяжимых нитей в виде трикотажного полотна и перед нанесением мембранообразующего слоя растягивают в радиальном и продольном направлениях с напряжением в нитях, составляющим 0,3-0,8 от их предела

прочности.