Электробаромембранный аппарат трубчатого типа

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации. Электробаромембранный аппарат трубчатого типа, в котором в верхней части торцевых крышек установлены газоотводчики для удаления образующихся в прикатодном и прианодном пространствах газов, в последовательно соединенных камерах разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, расположена охлаждающая трубка-турбулизатор по всей длине от штуцера ввода охлаждающей жидкости до штуцера вывода охлаждающей жидкости шириной, равной ширине цилиндрического корпуса от одной прижимной решетки до другой для фиксации охлаждающей трубки-турбулизатора по центру камеры разделения, и высотой, равной 1/3 высоты камеры разделения. Технический результат - повышение производительности и качества разделения растворов турбулизацией и охлаждением разделяемого (исходного) раствора. 2 ил.

 

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой промышленности, аграрном секторе и т. п.

Аналогом данной конструкции является мембранный аппарат, приведенный в авторском свидетельстве СССР № SU 799779, кл. B01D 63/06, 1979. Он состоит из цилиндрического корпуса и выполненных на его внутренней поверхности продольных каналов, микропористой подложки, мембраны, торцевых решеток, центральной трубы с отверстием и герметично установленным во внутренней поверхности патрубком, служащим для вывода продуктов разделения, торцевых крышек. Недостатком данного аппарата является низкая эффективность разделения. Этот недостаток частично устранен в прототипе.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат трубчатого типа, конструкция которого приведена в патенте RU 2273512 C2, 10.04.2006. Бюл. № 10. Прототип состоит из цилиндрического корпуса, выполненного из диэлектрического материала, с расположенным на его внешней поверхности штуцером для ввода разделяемой жидкости, устройства для подвода электрического напряжения и выполненных на внутренней поверхности корпуса продольных каналов, микропористой подложки, служащей одновременно электродом (анодом), прианодной мембраны, решеток, концентричных фильтрующих элементов различной длины с переточными каналами, выполненных в виде щелей и повернутых друг относительно друга на 180°, последовательно соединенных камер разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, центральной трубы, выполненной из диэлектрического материала с отверстием и герметично установленным во внутренней поверхности патрубком, служащим для вывода продуктов разделения, внешней поверхности микропористой подложки, служащей электродом (катодом), прикатодной мембраны, торцевых крышек, имеющих штуцера для кислого и щелочного пермеата.

Недостатками прототипа являются: низкая производительность и качество разделения растворов, отсутствие турбулизации и охлаждения разделяемого (исходного) раствора, а также газоотведения в пространствах прикатодного и прианодного пермеата.

Технический результат выражается повышением производительности и качества разделения растворов, турбулизацией и охлаждением разделяемого (исходного) раствора за счет того, что аппарат состоит из цилиндрического корпуса, выполненного из диэлектрического материала, с расположенным на его внешней поверхности штуцером для ввода разделяемой жидкости, устройства для подвода электрического напряжения и выполненных на внутренней поверхности корпуса продольных каналов, микропористой подложки, служащей одновременно электродом (анодом), прианодной мембраны, решеток, концентричных фильтрующих элементов различной длины с переточными каналами, выполненных в виде щелей и повернутых друг относительно друга на 180°, последовательно соединенных камер разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, центральной трубы, выполненной из диэлектрического материала с отверстием и герметично установленным во внутренней поверхности патрубком, служащим для вывода продуктов разделения, внешней поверхности микропористой подложки, служащей электродом (катодом), прикатодной мембраны, торцевых крышек, имеющих штуцера для кислого и щелочного пермеата, отличающийся тем, что в верхней части торцевых крышек установлены газоотводчики для удаления образующихся в прикатодном и прианодном пространствах газов (кислород и водород), в последовательно соединенных камерах разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, расположена охлаждающая трубка-турбулизатор по всей длине от штуцера ввода охлаждающей жидкости до штуцера вывода охлаждающей жидкости шириной, равной ширине цилиндрического корпуса от одной прижимной решетки до другой для фиксации охлаждающей трубки-турбулизатора по центру камеры разделения и высотой, равной 1/3 высоты камеры разделения.

На фиг. 1 изображен электробаромембранный аппарат трубчатого типа, продольный разрез, фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Электробаромембранный аппарат трубчатого типа состоит из цилиндрического корпуса 1, штуцера для ввода разделяемой жидкости 2, устройства для подвода электрического напряжения 3, продольных каналов 4, микропористой подложки 5, служащей одновременно электродом (анодом), прианодной мембраны 6, решеток 7, концентричных фильтрующих элементов различной длины 8 с переточными каналами 9, последовательно соединенных камер разделения 10, центральной трубы 11 с отверстием 12, патрубка 13, внешней поверхности микропористой подложки 14, служащей электродом (катодом), прикатодной мембраны 15, торцевых крышек 16, имеющих штуцера 17 и 18 для кислого и щелочного пермеата соответственно, газоотводчиков 19, охлаждающей трубки-турбулизатора 20, штуцеров для ввода и вывода охлаждающей жидкости 21 и 22 соответственно, прижимных решеток 23.

Электробаромембранный аппарат работает следующим образом. Разделяемый раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через патрубок 2 поступает в ближайшую к корпусу 1 камеру разделения 10, фиг. 1, 2. Двигаясь по всем камерам разделения 10, фиг. 2, раствор перемешивается при помощи охлаждающей трубки-турбулизатора 20, расположенной внутри камеры разделения 10. После заполнения аппарата жидкостью на клеммы 3 подается постоянное электрическое напряжение, фиг. 1, вызывающее определенную плотность тока в растворе. Под действием электрического поля анионы транспортируются через прианодную мембрану 6 к аноду 5, расположенному на корпусе 1, фиг. 1. Катионы транспортируются через прикатодную мембрану к поверхности ближайшего микропористого биполярного электрода, который по отношению к аноду является катодом. В результате электрохимических реакций в прикатодном и прианодном пространствах образуются, соответственно, щелочь и кислота, а также выделяются различные газы. Щелочь и кислота вымываются пермеатом, продавливаемым под действием перепада давления через мембраны, а выделившиеся газы (кислород и водород) через газототводчики 19, фиг. 1, удаляются в специальные емкости. Далее пермеат перемещается по соответствующим продольным каналам 4 и выводится из аппарата через патрубки 17 и 18, фиг. 1. Разделяемая жидкость через переточный канал 9 в микропористом биполярном электроде 8 поступает в следующую камеру разделения 10, расположенную ближе к центру аппарата, где происходят аналогичные описанным выше процессы, фиг. 1.

Таким образом, из раствора, последовательно протекающего по всем камерам аппарата в виде анионов и катионов, удаляются растворенные вещества. Обедненный раствор отводится через отверстие 12 в центральную трубу 11, а далее через патрубок 13 выводится из аппарата, фиг. 1.

Одновременно с подачей разделяемого раствора через штуцер ввода охлаждающей жидкости 21 подается охлаждающий агент (например, водопроводная вода), заполняя всю охлаждающую трубку-турбулизатор 20 во всех камерах разделения 10, отводя избыток тепла от разделяемого раствора, и выводится через штуцер вывода охлаждающей жидкости 22, фиг. 2.

Повышение производительности и качества разделения растворов, фиг. 1, турбулизация и охлаждение разделяемого (исходного) раствора, фиг. 1, 2, достигается за счет того, что в верхней части торцевых крышек установлены газоотводчики для удаления образующихся в прикатодном и прианодном пространствах газов (кислород и водород), в последовательно соединенных камерах разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, расположена охлаждающая трубка-турбулизатор по всей длине от штуцера ввода охлаждающей жидкости до штуцера вывода охлаждающей жидкости, фиг. 2, шириной, равной ширине цилиндрического корпуса от одной прижимной решетки до другой для фиксации охлаждающей трубки-турбулизатора по центру камеры разделения, фиг. 1, и высотой, равной 1/3 высоты камеры разделения, фиг. 2.

На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата трубчатого типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например обратный осмос, нанофильтрацию, ультрафильтрацию и микрофильтрацию.

Электробаромембранный аппарат трубчатого типа, состоящий из цилиндрического корпуса, выполненного из диэлектрического материала, с расположенным на его внешней поверхности штуцером для ввода разделяемой жидкости, устройства для подвода электрического напряжения и выполненных на внутренней поверхности корпуса продольных каналов, микропористой подложки, служащей одновременно электродом - анодом, прианодной мембраны, решеток, концентрических фильтрующих элементов различной длины с переточными каналами, выполненных в виде щелей и повернутых относительно друг друга на 180°, последовательно соединенных камер разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, центральной трубы, выполненной из диэлектрического материала с отверстием и герметично установленным во внутренней поверхности патрубком, служащим для вывода продуктов разделения, внешней поверхности микропористой подложки, служащей электродом - катодом, прикатодной мембраны, торцевых крышек, имеющих штуцера для кислого и щелочного пермеата, отличающийся тем, что в верхней части торцевых крышек установлены газоотводчики для удаления образующихся в прикатодном и прианодном пространствах газов - кислорода и водорода, в последовательно соединенных камерах разделения, образованных концентрическими фильтрующими элементами различной длины, расположена охлаждающая трубка-турбулизатор по всей длине от штуцера ввода охлаждающей жидкости до штуцера вывода охлаждающей жидкости шириной, равной ширине цилиндрического корпуса от одной прижимной решетки до другой для фиксации охлаждающей трубки-турбулизатора по центру камеры разделения, и высотой, равной 1/3 высоты камеры разделения.



 

Похожие патенты:

Заявленное изобретение относится к системе для тангенциально-поточного фильтрования (ТПФ) вязких композиций, включающих вязкие текучие среды, растворы, гели, пасты, кремы и суспензии. Система включает модуль ТПФ, емкость для хранения, содержащую входную композицию, входную трубу для доставки входной композиции из емкости для хранения в модуль для ТПФ, и трубу возврата ретентата из ТПФ в емкость для хранения.

Изобретение относится к способам селективного удаления диоксида углерода и сероводорода из метансодержащих газовых смесей гибридным методом мембранно-абсорбционного газоразделения и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях химической промышленности. Способ селективного удаления диоксида углерода и сероводорода из метансодержащих газовых смесей, состоящий из мембранно-абсорбционного модуля для газоразделения высокого давления, где процесс удаления диоксида углерода и сероводорода проводится в объеме одного массообменного аппарата, подача питающей газовой смеси осуществляется в мембранно-абсорбционный модуль при абсолютном давлении 5 бар в жидкий абсорбент, находящийся на поверхности непористой мембраны с селективным слоем, при этом удаление диоксида углерода и сероводорода из метансодержащих газовых смесей и регенерация абсорбента происходит без дополнительных энергозатрат в результате создания движущей силы за счет градиента давления и последующей десорбции растворенного газа и его дальнейшего переноса через мембрану.

Изобретение относится к области разделения суспензий промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Кавитационный мембранный аппарат содержит каркас с полупроницаемой мембраной, очистительный элемент, установленный внутри каркаса с возможностью совершения возвратно-поступательного движения.

Изобретение относится к системам очистки жидкости с применением фильтрующих мембран, предназначенным для очистки или обессоливания жидкости, преимущественно воды, в том числе питьевой воды, технологических растворов, сточных вод, напитков и других жидкостей в бытовых или промышленных условиях. Система очистки жидкости включает линию (1) подачи исходной жидкости, блок (2) очистки жидкости, подключенный к линии (1) подачи исходной жидкости, линию (3) очищенной жидкости, подключенную к выходу очищенной жидкости блока (2) очистки жидкости, на которой установлен насос (13), и линию (4) сброса дренажной жидкости, подключенную к выходу дренажной жидкости блока (2) очистки жидкости.

Изобретение относится к модулю разделительной мембраны, эффективность которого не ухудшается даже при контакте с биологическим компонентом, таким как кровь, который может использоваться в течение длительного времени, который обладает превосходной эффективностью удаления влаги и который выделяет меньше элюатов.

Изобретение относится к системам подготовки воды на морских нефтедобывающих комплексах, в частности к комбинированным системе, и способу для подготовки пластовой воды и морской воды для повторной закачки в нефтяной пласт морского месторождения. Система содержит: один или более входов для воды, подлежащей подготовке; два или более модуля (20) подготовки.

Изобретение относится к области элементов для разделения фильтрацией в поперечном потоке для разделения обрабатываемой текучей среды на фильтрат и концентрат, обычно называемых мембранными фильтрами. Элемент для разделения фильтрацией в поперечном потоке содержит цельную жесткую пористую основу, внутри объема которой имеется по меньшей мере один канал для прохождения потока обрабатываемой текучей среды, канал обладает объемом изогнутого пути, образованным изменением направления образующего сечения вдоль криволинейного пути вокруг референтной оси, и референтная ось не пересекается с образующим сечением и заключена внутри объема пористой основы.

Изобретение относится к способу и устройству для разделения газовых смесей посредством газоразделительных мембран. Способ и устройство состоят из ступени (1) разделения исходного потока и ступени (2) разделения ретентата, обе из которых представляют собой ступени мембранного разделения, причем первый поток (7) ретентата перед его вводом в ступень (2) разделения ретентата нагревают до температуры, превышающей температуру исходного потока (5), а общая производительность мембран, используемых на ступени (2) разделения ретентата, выше общей производительности мембран, используемых на ступени (1) разделения исходного потока.

Изобретение относится к автономным системам с рециркуляцией для очистки и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды для бытового и/или питьевого водоснабжения и предназначено для использования в бытовых условиях, на дачных и садовых участках. Устройство мембранной очистки жидкости состоит из емкости для жидкости, средства отбора жидкости, средства повышения давления, блока очистки жидкости, линии чистой жидкости и линии дренажа и выполнено с возможностью отбора жидкости из предпочтительно поверхностного слоя жидкости в емкости для жидкости и автоматической остановке процесса очистки жидкости при достижении уровня жидкости в емкости для жидкости заданного значения и/или после очистки необходимого объема жидкости.

Изобретение относится к устройству разделения текучих сред. Устройство разделения текучих сред, включающее: камеру; первую траекторию потока, которая направляет в камеру смешанную текучую среду, содержащую множество типов текучих сред, включающих подлежащую отделению целевую текучую среду; узел разделения текучих сред, находящийся в камере, который содержит множество разделительных элементов, отделяющих, по меньшей мере, часть целевой текучей среды от смешанной текучей среды; вторую траекторию потока, которая направляет целевую текучую среду, отделенную узлом разделения текучей среды, из камеры, и третью траекторию потока, которая направляет оставшуюся в камере текучую среду из камеры, при этом, каждый из разделительных элементов содержит множество мембран для разделения текучих сред, расположенных в камере, изогнутых, по меньшей мере, один раз в форме U и соединенных со второй траекторией потока, при этом, каждая из мембран для разделения текучих сред позволяет, по меньшей мере, части целевой текучей среды перемещаться из смешанной текучей среды, текущей снаружи мембраны для разделения текучих сред, внутрь мембраны для разделения текучих сред, причем в камере имеется впуск смешанной текучей среды, образующий часть первой траектории потока, и устройство дополнительно включает в себя узел рассеивания смешанной текучей среды, который включает первый направляющий трубопровод смешанной текучей среды, соединенный со впуском смешанной текучей среды в камере, и второй направляющий трубопровод смешанной текучей среды, ответвляющийся от первого направляющего трубопровода смешанной текучей среды и рассеивающий смешанную текучую среду, поступившую по первому направляющему трубопроводу смешанной текучей среды, в камере.
Наверх