Мембранный аппарат Советский патент 1993 года по МПК B01D63/02 

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов, предназначенных для разделения газовых смесей, с применением мембран, изготовленных о виде полых полупроницаемых волокон, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства, в частности, для разделения воздуха с получением в качестве целевого продукта газовых смесей, обогащенных азотом и кислородом.

Целью изобретения является снижение стоимости и трудоемкости изготовления аппарата, повышение его надежности в эко

плуатации, а также повышение эффективности разделения.

На фиг. 1 изображен мембранный аппарат, с одним элементом (общий иид); на фиг, 2 - общий вид мембранного аппарата из нескольких последовательно установленных элементов. Мембранный аппарат содержит корпус, состоящий из двух обечаек 1 и 2 с фланцами 3, герметично закрытый крышками 4 и 5 со штуцерами ввода исходной смеси 6 и вывода концентрата 7, два пучка полых волокон 8 и 9, концы которых закреплены в блоке из герметизирующего, материала 10, а каналы полых волокон отсо

О

ю XJ XI ел

со

крыты и сообщаются с полостью камеры для сбора пермеата 11, выполненный внутри блока из герметизирующего материала 10. В нем же выполнены канал для вывода пермеата 12 из камеры сбора пермеата 11 со штуцером 13 на конце, а также центральный и периферийный каналы 14 и 15 для прохода разделяемой смеси. ,

Мембранный аппарат работает следующим образом.

Исходная смесь через штуцер 6 поступает внутрь аппарата и омывает снаружи полые волокна пучка 8, плотно уложенные в корпусе. Под действием заданного перепада рабочего давления часть целевого компонента, к которому селективен материал стенок волокон, проникает в каналы полых волокон и через кольцевую камеру сбора пермеата 11, расположенную в центральной части герметизирующего блока, канал вывода пермеата 12 и штуцер 13 выводится из аппарата.

Обедненная целевым компонентом смесь после прохода межволоконного пространства по центральному и периферий- ным каналам 14 и 15 проходит в межволоконное пространство полых .волокон пучка 9, где также омывает снаружи полые волокна пучка 9, плотно уложенные в корпусе. Опять часть целевого компонента разделяемой смеси .проникает в каналы полых волокон и ту же кольцевую камеру сбора пермеата 11 и через канал вывода пермеата 12 и штуцер 13 выводится из аппарата.

Таким образом, каждый пучок полого волокна 8 и 9 мембранного элемента можно считать ступенью изменения концентрации целевых компонентов.

В случае, если аппарат содержит несколько последовательно установленных элементов (см. фиг. 2), то при прохождении разделяемой смеси через все элементы аппарата степень извлечения целевых компонентов (концентрация) увеличивается.

Использование изобретения по сравнению с прототипом позволит:

- упростить конструкцию аппарата и снизить трудоемкость его изготовления, а отсюда снизить его стоимость на 7-15 %;

- повысить надежность аппарата в работе;с .

- более эффективно использовать объем аппарата при сохранении размера аппа- рата по прототипу.

Ф о р м у л а и з о б р ете н и я

1. Мембранный аппарат, содержащий корпус с расположенными внутри него мембранным элементов, выполненным в виде

двух пучков полых волокон, открытые концы которых закреплены в блоке из герметизирующего материала, камерой для сбора пермеата и штуцерами ввода исходной смеси и вывода концентрата и пермеата, о т л ичающийся тем, что, с целью снижения стоимости и трудоемкости изготовления аппарата, а также повышения его надежности в эксплуатации, корпус выполнен в виде обечаек с фланцами и снабжен на торцах

крышками, в которых установлены штуцеры ввода исходной смеси и вывода концентрата, а в блоке из герметизирующего материала выполнены центральный и периферийный каналы для прохода разделяемой смеси и расположена камера для сбора пермеата в виде кольцевой полости, сообщающейся со штуцером вывода пермеата посредством рэдиально расположенного канала,

2. Аппарат поп. 1,отличающийся тем, что корпус выполнен из двух и более обечаек.

3. Аппарат по пп. 1 и 2. о т л и ч а ю щ и- и с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения, в корпусе последовательно более одного мембранного элемента.

Использование: изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов, предназначенных для разделения газовых смесей с применением мембран, изготовленных в виде полых полупроницаемых волокон и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях народного хозяйства, в частности, для разделения воздуха с получением в качестве целевого продукта газовой смеси, обогащенной азотом. Сущность: мембранный аппарат содержит корпус, штуцеры ввода исходной смеси и вывода пермеата и концентрата и расположенный внутри корпуса мембранный элемент в виде двуплечих пучков полых волокон, концы которых закреплены в блоках из герметизирующего материала, снабженный камерой сбора пермеата, расположенной в центральной части элемента. Корпус выполнен в виде двух или . более обечаек с фланцами и снабжен на торцах крышками, в которых установлены штуцеры ввода исходной смеси и вывода концентрата, а в блоке из герметизирующего материала выполнены центральной и пе- риферийные каналы для прохода разделяемой смеси и кольцевая камера для сбора пермеата с радиальным каналом для вывода пермеатз, направленным к наружной стороне блока и заканчивающимся штуцером. Внутри корпуса аппарата может быть установлено последовательно более одного мембранного элемента. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. . ел с