Мембранный элемент Советский патент 1992 года по МПК B01D63/08 

Изобретение относится к области создания мембранных аппаратов для разделения или концентрирования многокомпонентных жидких или газообразных смесей, в которых разделение происходит с помо1чью плоских мембран.

Мембранная технология.представляет значительный интерес в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицины, так как часто более удобна и экономична, чем такие общепринятые методы для разделения и концентрирования веществ, как ректификация, сорбция, экстракция и др. Как известно, эффективность любого процесса (в том числе и с использованием мембранной технологии) во многом определяется эффективностью конструкции аппарата.

Известны разделительные аппараты с плоскими мембранными элементами, i содержащими пористый материал, покры

тый с обеих сторон полупроницаемой

чт мембраной. Изоляция разделяемой смеси и продуктов разделения осуществляется с помощью резиновых прокладок. Недостатки таких мембранных элементов заключаются в сложности -организации перетока разделяемой смеси с одного элемента на другой,

N1 а также в больших трудностях, при 00 00 монтаже и демонтаже annapefTOB.

Известен мембранный элемент аппа45рата для разделения жидких или газовых смесей, содержащий подложку, 00 покрытую с обеих сторон полупрооницаемой мембраной и герметизированную по периферии, с центральным отверстием. По периферии элемент загерметизирован путем сварки или обмазки самоотверждающимися герметиками. В центре элемента имеется отверстие. Элементы находятся на коллекторе, через который выходят продукты разделения. На коллекторе элементы уплотняются с помощью прокладок. Между элементами на кол.лекторе или в стенках аппарата закреплены перегородки, которые направляют поток таким образом, что он последовательно омывает все элементы и выходит из аппарата. Поток, прошедший через мембрану, попадает в подложку, через нее в общий коллектор и выводится из аппара та. Подобная конструкция мембранных элементов имеет ряд существенных недостатков: -затруднен процесс монтажа (наличие большого числа прокладок и перегородок); -невозможность многократного использования элемента (при сборке элементов на коллекторе прокладки деформируют мембрану, при демонтаже аппарата в местах нахождения прокладок мембрана портится), Целью предложенного изобретения является упрощение монтажа и демонтажа аппарата. Эта цель достигается за счет того, что мембранный элемент снабже уплотнительными прокладками, распол женными с обеих сторон по контуру центрального отверстия, связанными между собой поперечными мостиками. На фиг. 1 представлен предложенный мембранный элемент; на фиг. 2 разделительный аппарат, оснащенный такими элементами. Мембранный элемент содержит подложку 1, с обеих сторон которой рас положены полупроницаемые мембраны 2. По периферии мембранный элемент имеет герметичный бортик 3. С обеи сторон центрального отверстия имеют ся уплотнительные прокладки 4, связанные между собой поперечными мостиками 5. Элементы выполнены в виде круга со срезанным сегментом 6. Они .могут быть выполнены также в , виде квадрата с одной усеченной стороной. Периферийный герметизирую щий бортик 3 и уплотнительные прокладки k могут быть выполнены из одного и того же или разных материалов (пластмассы, резины). Метод изготовления элементов - горячая или холодная вулканизация резиновы смесей, либо самоотверждающихся ко паундов в пресс-форме, а также лит под давлением. В форму предварител но закладывают заготовку подложки. 0 покрытой с обеих сторон полупроницаемой мембраной. Изготовляемые элементы собирают в аппарат. Аппарат .состоит из корпуса 7, крышек 8 с входными и выходными отверстиями 9, 10, 11, коллектора 12, на котором находятся элементы 13. Элементы выполнены в виде круга со срезанным элементом 6 и коллектируются таким образом, что срезы двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. Элементы на коллекторе стягиваются гайками I. Для герметизации корпуса 7 и крышек 8 имеются кольцевые прокладки 15. При сборке аппарата, элементы 13 набираютря на коллекторе 12 и стягиваются на нем либо пружинами, либо гайками 1А. В коллекторе 12 выполнены продольные отверстия. Контакт и уплотнение элементов между собой происходит по уплотнительным прокладкам , Элементы на коллекторе набираются таким образом, что срезы двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. В элементах прямоугольной формы (усеченный квадрат) отверстие под коллектор находится ниже центра тяжести прямоугольника (ближе к одному из оснований). Коллектирование элементов осуществляют таким образом, что основания прямоугольника, наименее и наиболее удаленные от отверстия, чередуются и просветы между кромкой элемента и корпусом аппарата двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. Собранные на коллекторе 12 элементы 13 помещаются в корпус 7 аппарата плотно с натягом по периметру элемента. Аппарат работает следующим образом. Разделяемая смесь через отверстие 9 поступает в аппарат, последовательно омывает все элементы 13 и выходит через отверстие 11. Поток прошедший через мембрану, через подложку 1 попадает в коллектор 12 и выводится через отверстие 10. В зависимости от технологических условий работы аппарата его корпус изготовляется из соответствующего материала. Аналогично работает аппарат и с элементами прямоугольной формы.

5788)80

Применение в разделительных ап- увеличивает поверхность разделения, паратах мембранных элементов с наруж- Одновременно это позволяет снизить ным и внутренним уплотнительным бор- трудоемкость изготовления элементиком обеспечивает возможность многократного использования элементов и

та, а также их монтажа и демонтажа на коллекторе.