МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ Советский патент 1995 года по МПК B01D63/06 

Изобретение относится к области разработки способов и систем для разделения газов и жидкостей, в частности, к аппаратам для мембранного разделения веществ.

Целью изобретения является повышение надежности, упрощение сборки и эксплуатации, а также снижение гидравлического сопротивления аппарата.

На фиг. 1 представлен сборочный чертеж аппарата при параллельном размещении мембранных элементов во всех секциях; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сборочный чертеж аппарата при размещении мембранных элементов в соседних секциях перпендикулярно.

Мембранный аппарат состоит из секций 1-3, входного диффузора 4, выходного конфузора 5, металлических рамок 6, стяжных шпилек 7 и гаек 8. Диффузор включает трубопровод 9 для подачи разделяемой смеси, раструб 10 и распределительную плиту 11 с перепускными каналами 12. Конфузор 5 включает опорную раму 13, раструб 14 и трубопровод 15 для отвода концентрата. Каждая секция включает трубчатые мембранные элементы 16, расположенные в шахматном порядке и закрепленные (например, вклеиванием, завариванием винипластом или другим способом) в двух трубных решетках 17, 18, одна из которых (18) выполнена разрезной и по периметру поддерживается рамкой 19, распределительную плиту 11 с перепускными клапанами 12, две стенки 20, 21 с выполненными на них чередующимися выступами и впадинами, две боковые стенки 22, 23, полости 24, 25 между трубными решетками 17, 18 и стенками 22, 23, прокладки 26, трубопроводы 27, 28 для отвода пермеата и подачи удаляющего агента (газа или жидкости). Для изоляции секций от окружающей среды используются прокладки 29, разжимаемые с помощью шпилек 7 и гаек 8.

Работает предлагаемый аппарат следующим образом.

Разделяемый поток, например, воздух, содержащий галогенорганические соединения, подается по трубопроводу 9 через раструб 10 к распределительной плите 11 входного диффузора 4 и через перепускные каналы 12 направляется в секцию 1 к наружной поверхности мембранных элементов 16. Разделяемый поток проходит между мембранными элементами одной секции (1), далее через перепускные каналы 12 попадает в следующую секцию (2) и т.д., а затем выводится через выходной конфузор и трубопровод 15 для отвода концентрата. Галогенорганические соединения избирательно проникают через селективный слой, нанесенный на наружную поверхность мембранных элементов 16, и попадают в центральные каналы этих элементов, из которых удаляются потоком газа или жидкости в полости 24 и далее в трубопроводы 27.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение надежности, упрощение сборки и эксплуатации, и снижение гидравлического сопротивления, так как: во-первых, мембранные элементы надежно закреплены и загерметизированы в двух трубных решетках, одна из которых выполнена разрезной; во-вторых, выполнение аппарата из секций увеличивает конструктивную прочность аппарата, позволяет быстро обнаружить секцию с поврежденным элементом и заменить ее, увеличить количество секций в аппарате при незначительном изменении коммутации; в-третьих, за счет регулярного размещения мембранных элементов, снижения стеночных эффектов и использования перепускных клапанов достигается равномерность обтекания всех мембранных элементов при небольшом гидравлическом сопротивлении (100-300 Па при расходе воздуха 500-1000 нм³/ч); и, в-четвертых, позволяет более надежно удалять проникшее вещество потоком газа или жидкости.

Использование: разделение газов и жидкостей. Сущность изобретения: корпус аппарата разделен на секции при помощи распределительных плит с перепускными каналами. В каждой секции установлены в шахматном порядке мембранные элементы, ориентированные своими осями перпендикулярно потоку разделяемой среды. Концы мембранных элементов расположены в двух трубных решетках, одна из которых выполнена разъемной, причем обе трубные решетки установлены относительно боковых стенок корпуса с зазорами с образованием полостей, сообщающихся с трубопроводами вывода пермеата и подачи удаляющего агента, а на внутренней поверхности двух других противолежащих стенок корпуса выполнены чередующиеся выступы и впадины, причем последние полуохватывают крайние мембранные элементы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, трубчатые мембранные элементы, трубные решетки и трубопроводы для подачи разделяемой смеси и отвода пермеата и концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, упрощения сборки и эксплуатации, а также снижения гидравлического сопротивления аппарата, он снабжен распределительными плитами с перепускными каналами, разделяющими корпус на секции, в каждой из которых установлены в шахматном порядке мембранные элементы, ориентированные своими осями перпендикулярно потоку разделяемой среды, при этом концы мембранных элементов расположены в двух трубных решетках, одна из которых выполнена разъемной, причем обе трубные решетки установлены относительно боковых стенок корпуса с зазорами с образованием полостей, сообщающихся с трубопроводами вывода пермеата и подачи удаляющего агента, а на внутренней поверхности двух других противолежащих стенок корпуса выполнены чередующиеся выступы и впадины, причем последние полуохватывают крайние мембранные элементы. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что оси мембранных элементов всех секций расположены параллельно друг другу. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что оси мембранных элементов двух соседних секций расположены перпендикулярно друг другу.