Способ изготовления мембранных фильтрующих элементов для плоскопараллельного модуля Советский патент 1993 года по МПК B01D67/00 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам изготовления мембранных фильтрующих элементов для плоскопараллельного модуля, предназначенных для разделения жидких смесей методами обратного осмоса и ультрафильтрации.

Целью изобретения является повышение надежности фильтрующего элемента.

Эта цель достигается тем, что после сварки шов обрабатывают 3-15 мас.%-ным водным раствором полиэтиленполиамина, сушат, затем на поверхность полученного пленочного покрытия наносят 1-10 мас.%- ный раствор хлорангидрида фталевой кислоты в гексане, после чего повторно проводят сушку. Ширина пленочного покрытия на поверхности полупроницаемой мембраны составляет 1,05-1,4 от ширины сварного шва. Сушку проводят при температуре 100-110°С в течение одной минуты.

При проведении процессов разделения жидких сред с использованием плоскопараллельного модуля, поток жидкости подается параллельно плоскости мембранного фильтрующего элемента, происходит его колебание, поэтому появляется возможность расслоения пакета, нарушения целостности мембраны, что приводит к его разгерметизации и преждевременному выходу из строя. В процессе термосварки пакета образуются трещины, заломы, складки в сварном шве и на поверхности, прилегающей к нему, из-за различных коэффициентов линейного расширения полимерных материалов пакета.

В предлагаемом способе после сварки пакета шов обрабатывают сначала 3-15 мас.% водным раствором полиэтилполиа- мина, сушат, а затем на поверхность полученного пленочного покрытия наносят 1-10 мас.% раствор хлорангидрида фталевой кислоты в гексане, после чего повторно проводят сушку. В результате реакции поликонденсации между полиэтилполиамином и хлорангидридом фталевой кислоты образуется полиамидная пленка.

00 00 QS

СА О

(А

Толщина полученной полиамидной пленки на мембране фильтрующего элемента составляет 0.2-0,5 мк.

Экспериментально определено, что при меньших концентрациях реагентов пленочное покрытие не обеспечивает надежность герметизации сварного шва не позволяет получить монолитное защитное покрытие.

Полиамидная пленка, полученная при заявляемых соотношениях реагентов, позволяет повысить время работы мембранных фильтрующих элементов до их разрушения на 35%.

Дальнейшее повышение концентрации реагентов нецелесообразно, т.к. дальнейшего повышения времени работы фильтрующих элементов до их разрушения не происходили экономически неоправдано из-за большого расхода реагентов.

Установлено, что ширина пленочного покрытия на поверхности полупроницаемой мембраны составляет 1,05-1,4 от ширины сварного шва. Именно в этом интервале получается прочное и устраняющее все дефекты, образующиеся при термосварке, полимерное покрытие на поверхности сварного шва и прилегающей к нему поверхности.

При меньшей ширине покрытия снижается надежность фильтрующего элемента из-за того, что часть повреждений остаются не покрытыми пленкой.

Увеличение его ширины более 1,4 от ширины сварного шва ведет к уменьшению рабочей поверхности мембранного фильтрующего элемента, что приводит к снижению его производительности.

Способ осуществляется следующим образом.

Мембранный фильтрующий элемент собирается из двух мембран и двух дренажных сеток, расположенных между ними, в пакет. Собранный пакет сваривают по периметру. Режим сварки: сила тока 22 А, время сварки - 25 с. Ширина сварного шва составляет 4 мм. После чего сварной шов сначала обрабатывают 9 мае. % водным раствором полиэ.тиленполиамина, затем сушат при t 110°C в течение одной минуты. Ширина полученного пленочного покрытия поверхности полупроницаемой мембраны составляет 1,2 от ширины сварного шва. После чего наносят 5 мас,% раствор хлорангидри- да фталевой кислоты в гексане и проводят сушку при температуре 110°С в течение одной минуты.

В результате реакции поликонденсации на обрабатываемой поверхности образуется защитное полиамидное покрытие толщиной 0,4 мк. Изготовленный фильтрующий

элемент проверяют на установке контроля качества на герметичность сварного шва.

По методике контроля качества определяется время натекания вакуума (см. отчет №988-88 стр. 31, утв. 22.12.88 г. НПСГПол- имерсинтез г,Владимир), под этим понимается время, за которое при испытании фильтрующего элемента на герметичность вакуум понижается от 1 до 0,1 МПа. Оно должно быть не менее 80 с.

Время натекания вакуума в приведением примере составляет 120 с.

Прошедшие контроль элементы собираются в модуль,

При этом использовались следующие мембраны: УПМ-П-ТУ 6-05-2044-87 УАМ -ТУ 6-05-221-399-79.

В качестве дренажа применялась ткань капроновая для сит ОСТ 17-46.71.

Для обработки фильтрующего элемента применялись следующие реагенты:

полиэтиленполиамин ТУ 602-594-85,

хлорангидрид фталевой кислоты ТУ 601-809-73, гексан ТУ-6-09-3375-78.

Сравнительные характеристики заявленного и известного способов представлены в таблице.

. Из представленных данных следует, что

предлагаемый способ изготовления мембранных фильтрующих элементов позволяет повысить время натекания вакуума фильт- рующего элемента в 1,5 раза, что приводит к повышению надежности (времени работы элемента до разгерметизации) не менее, чем на 35%. Кроме того, предлагаемый спо- соб позволяет снизить брак в производстве фильтрующих элементов на 20-25%.

Формула изобретения

1.Способ изготовления мембранных фильтрующих элементов для плоскопараллельного модуля, включающий сборку в пакет полупроницаемых мембран и размещенных между ними дренажных сеток, последующую термосварку по периметру пакета с получением сварного шва, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности фильтрующих элементов, после сварки шов обрабатывают 3-15 мас.%-ным водным раствором полиэтиленполиамина, сушат, затем на поверхность полученного пленочного покрытия наносят 1-10 мас.%- ный раствор хлорангидрида фталевой кислоты в гексане, после чего повторно проводят сушку.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что ширина пленочного покрытия на

поверхности полупроницаемой мембраны составляет 1.05-1.4 от ширины сварного шва.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что сушку проводят при 100-110°С в течение 1 мин.

Сущность изобретения: способ изготовления мембранных фильтрующих элементов для плоскопараллельного модуля включает сборку в пакет полупроницаемых мембран и размещенных между ними дренажных сеток с последующей термосваркой по периметру пакета с получением сварного шва, который сначала обрабатывают 3-15% водным раствором полиэтиленполиамина, сушат при температуре 100-110°С в течение одной минуты, затем на поверхность полученного пленочного покрытия наносят 1- 10% раствор хлорангидрида фталевой кислоты в гексане, после чего повторно проводят сушку. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Экономически не равдэно из-за большого расхода

сырья.