Мембранный аппарат

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки сточных вод, дифференциального разделения ионов и получения особо чистых веществ методами электроосмофильтрации, электроультрафильтрации, электромикрофильтрации, и может найти применение в химической, текстильной , микробиологической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности. Мембранный аппарат с трубчатыми фильтрующими элементами снабжают устройством для подвода электрического тока, а его корпус, фильтрующие элементы и центральную трубку выполняют из диэлектрического материала с продольными каналами и покрывают микропористой подложкой, служащей электродом и дренажом для отвода анионов и катионов с пермеатом и мембранами, расположенными на внутренней поверхности корпуса, по всей поверхности фильтрующих элементов и на внешней стороне центральной трубки.2 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 8 01 О 61/14, 61/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696715/26 (22) 24.05.89 (46) 07,10.91, Бюл. ¹ 37 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) С, И. Лазарев, В, Б. Коробов и В. И, Коновалов (53) 532.711(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 799779, кл, В 01 0 63/06, 1979, (54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки сточных вод, дифференциального разделения ионов и получения особо чистых веществ методами электроосмофильтрации, электроультрафильтрации, электромикрофильтрации, и

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов методами электроосмофильтрации, электроультрафильтрации, электромикрофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической и других промышленностяхх.

Целью изобретения является увеличение производительности, На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг, 1.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, с расположенными на его внешней поверхности патрубком 2 для ввода разделяемой жидкости, устройством 3 для подвода электрического тока и на внутренней поверхности продольных каналов 4, микропористой подложки, служащей одновременно электродом-анодом 5 и прианод„„. Ж „„1681926 А1 может найти применение в химической, текстильной, микробиологической и других отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение производительности. Мембранный аппарат с. трубчатыми фильтрующими элементами снабжают устройством для подвода электрического тока, а его корпус. фильтрующие элементы и центральную трубку выполняют из диэлектрического материала с продольными каналами и покрывают микропористой подложкой, служащей электродом и дренажом для отвода анионов и катионов с пермеатом и мембранами, расположенными на внутренней поверхности корпуса, по всей поверхности фильтрующих элементов и на внешней стороне центральной трубки. 2 ил. ной мембраной 6,. решеток 7, в которых герметично установлены концентричные фильтрующие элементы 8 с переточными каналами 9, выполненными в виде щели и повернутыми друг относительно друга на 180 с образованием ряда последовательно соеевааеЪ диненных камер 10 разделения, централь- 0 ной трубы 11, выполненной из M диэлектрического материала, с отверстием 0Ь

12 и установленным во внутренней поверхности герметично, патрубком 13. служащим для вывода продукта разделения, устройства 3 для подвода электрического тока и на внешней поверхности микропористой подложки, служащей электродом-катодом 14 и прикатодной мембраной 15, и крышек 16, имеющих патрубки 17 и 18 для вывода анионов и катионов с пермеатом.

Фильтрующий элемент 8, выполненный из диэлектрического материала с продольными каналами 4 с нанесенной на всей его

1681926

10

30

50

55 поверхности микропористой подложки, изготовленной из микропористого проката марки Х18Н15-ПМ, Х18Н15 — МП, ППТМ-ПМ, ЛНПИТ, Н вЂ” МП, ЛПН вЂ” ПМ с порозностью

20 — 45 Д, служит одновременно микропористым биполярным электродом, внешняя сторона которого является катодом 14, а внутренняя анодом 5. По всей поверхности микропористого электрода расположены мембраны, соответственно, на катоде биполярного электрода мембрана является прикатодной 15, а на аноде — прианодной 6, В качестве, мембран используются полимерные мембраны — это ацетатцеллюлозные, этилцеллюлозные, полисульфоноамидные, фторпластовые и т, д. динамические мембраны, получаемые фильтрованием раствора, содержащего специальные добавки диспергированых веществ через микропористую подложку.

Мембранный аппарат работает следующим образом.

Разделяемая жидкость под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через патрубок 2 поступает в ближайшую к корпусу 1 камеру

10 разделения. В этот же момент времени к аппарату подводится внешнее постоянное .электрическое поле с определенной плотностью тока. В камере разделения растворенное вещество распадается на ионы и под действием электрического тока анионы стремятся к аноду 5, .расположенному на корпусе 1 аппарата, через прианодную мембрану 6, а катионы через прикатодную мембрану стремятся к ближайшей поверхности ближайшего микропористого биполярного электрода к корпусу 1, которая по отношению к аноду, расположенному на корпусе 1, является катодом. В это >ке время под действием давления пермеат (вода) протекает через прианодную и прикатодную мембраны и выдавливает анионы, катионы и газ, образующийся на электродах в результате эдлектролиза, через микропористый анод 5 и катод 14 биполярного электрода по соответствующим продольным каналам 4 для вывода к патрубкам 17 и 18. Далее разделяемая жидкость через передаточный канал 9 в фильтрующем элементе 8 (микропористом биполярном электроде) поступает в следующую камеру 10 разделения, расположенную бли>ке к центру аппарата, где происходит аналогичное разделение, но электродами здесь выступают две поверхности (внутренняя и внешняя) микропористых биполярных электродов, внутренняя поверхность является анодом, а внешняя поверхность микропористого биполярного электрода, расположенного ближе к центру по отношению к этому аноду, выступает катодом. Так, раствор, протекая по всем камерам, очищается от анионов и катионов. После разделения раствор отводится через отверстие 12 в центральной трубке 11 по патрубку 13.

Наиболее близким к предлагаемому является мембранный аппарат с трубчатыми элементами, содержащими цилиндрический корпус со штуцером для ввода разделяемой жидкости, концентрично расположенные цилиндрические фильтрующие элементы, повернутые по центральной оси аппарата друг относительно друга на

180О, с переточными каналами, выполненными в виде щелей, располо>кенных по всей длине образующей цилиндрического фил ьтрук «,его элемента, центральную трубу для вывсда разделяемой жидкости, установленную совместно с цилиндрическими филь-рующими элементами в решетках, одна из которых снабжена штуцером для вывода разделяемой жидкости, и KpbtLUKN, имеющие штуцера для отвода пермеата, Недостатком известного аппарата является низкое качество разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при отделении неэлектролита от электролита, при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т. д. В процессе, работающем под действием градиента давления, ионы через мембрану проходят практически в эквимолекулярных соотношениях. Это означает, что разделит качественно в таком аппарате, например, многокомпоненткую смесь электролитов невозможно.

Предлагаемый мембранный аппарат по сравнению с известным позволяет повысить качество разделения, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при отделении неэлектролита от электролита, при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т, д, вследствие улучшения селективных свойств мембран, Кроме того, на предлагаемой конструкции ввиду наложения электрического поля можно дифференциально выделять ионы и получать особо чистые вещества. При этом увеличивается производительность аппарата вследствие повышения рабочей поверхности, т. е. дополнительного размещения мембран на внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней стороне центральной трубки, и селективных свойств мембран и повышается период работоспособности мембраны.за счет уменьшения образующихся отложений на поверхности мембраны вследствие изменения толщины граничных слоев жидкости, 1681926

Данную конструкцию можно применять в процессах, где это требуется по тем или иным признакам, с мембранами, размещенными только на аноде или только на катоде, при замене противоположного электрода на непористый материал.

Формула изобретения

Мембранный аппарат, включающий цилиндрический корпус с концентрично расположенными фильтрующими элементами с мембранами, снабженными переточными каналами в виде щели, выполненной по всей длине образующей фильтрующего элемента, и повеончтыми одна относительно другой на угол 180, штуцер для подвода о исходной жидкости и штуцер для вывода

5 конечного продукта, размещенный коаксиально корпуса, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, фильтрующие элементы снабжены пористыми электродами, размещенными с

10 двух противоположных сторон, между мембранами и электродами выполнены каналы, а корпус и штуцер для вывода конечного продукта являются электродами, 1681926

Составитель О,Зобнин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Пожо

Редактор С.Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, -101

Заказ 3360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь тиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5