Мембранний апарат

Реферат: Мембранний апарат містить вертикальний корпус, верхню та нижню кришки, верхню та нижню трубні решітки, трубчасті мембранні елементи з центральними наскрізними каналами, штуцери підведення розділюваної суміші, відведення концентрату й перміату. В апараті встановлено фторопластову перегородку, яку закріплено всередині вертикального корпусу мембранного апарата. UA 102353 U (54) МЕМБРАННИЙ АПАРАТ UA 102353 U UA 102353 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до мембранних апаратів з трубчастими мембранними елементами і може бути використана у мікробіологічній та хімічній промисловості для розділення рідких систем і очистки промислових стічних вод (та інших галузях промисловості). Відомий мембранний апарат, що містить вертикальний корпус, порожнисті днища, верхню, нижню й проміжну трубні решітки, трубчасті мембранні елементи з центральними наскрізними каналами, а також штуцери підведення розділюваної суміші, відведення концентрату й перміату (деклараційний патент України на винахід № 33419 А МПК В01D63/00, В01D61/36, опубл. 15.022001, Бюл. № 1, 2001 р.). Конструкція цього апарату забезпечує таку організацію руху розділюваної суміші зовні кожного трубчастого мембранного елемента у його наскрізному каналі, а також відведення перміату через додаткові канали елемента, що збільшують питому поверхню трубчастих мембранних елементів, а отже підвищують продуктивність апарата. Проте вона не включає створення різниці температур, яка значно підвищує ефективність протікання процесу. Найбільш близьким за сукупністю ознак і технічним результатом до корисної моделі, що заявляється, є мембранний апарат [Мембранний апарат /Буртна І.Α., Ружинська Л.І, Литвиненко Д.В., Кузьменко К.В. Патент України на корисну модель № 64423 від 10.11.2011 р.]. Цей апарат містить вертикальний корпус, верхню та нижню кришки, верхню та нижню трубні решітки, трубчасті мембранні елементи з центральними наскрізними каналами, штуцери підведення розділюваної суміші, відведення концентрату й перміату. Також апарат оснащено охолодною сорочкою з штуцерами підведення та відведення холодного теплоносія, закріпленою зовні вертикального корпусу мембранного апарата і встановленою збірник перміату. Однак для енергостабільності процесу необхідно зберегти різницю температур між зоною первапорації і зоною конденсації отриманих парів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення існуючого мембранного апарату та підвищення його ефективності шляхом встановлення перфорованої фторопластової перегородки між трубчастими мембранними елементами та охолодною рубашкою, яка виконує роль "теплового екрана", тобто забезпечує підтримання створеної різниці температур між мембранними елементами та охолодженою стінкою. Поставлена задача вирішується тим, що в мембранному апараті, що містить вертикальний корпус, верхню та нижню кришки, верхню та нижню трубні решітки, трубчасті мембранні елементи з центральними наскрізними каналами, штуцери підведення розділюваної суміші, відведення концентрату й перміату, охолодну сорочку, згідно з корисною моделлю, новим є те, що в апараті встановлено перегородку з перфорованого фторопласту, яку закріплено всередині вертикального корпусу мембранного апарату між охолодною сорочкою та мембранними елементами. Використання апарату з даною відмінною ознакою забезпечує енергостабільність установки при роботі за рахунок ізолювання зони первапорації з теплими мембранними елементами від зони конденсації парів виділеного компонента суміші на охолодженій стінці. На кресленні наведено схему апарату. Апарат складається з циліндричного корпусу 1, верхньої 2 та нижньої 3 кришок, верхньої 4 та нижньої 5 трубних решіток, трубчастих мембранних елементів 6, кожен з яких має наскрізний канал, штуцерів підведення розділюваної суміші 7, відведення концентрату 8 та перміату 9, перфорована перегородка з фторопласту 10. Зовні апарату встановлено охолодну сорочку 11, що обладнана штуцерами підведення 12 холодного теплоносія до рубашки апарату та його відводу 13 з неї. Для збору перміату встановлено збірник перміату 14. Мембранний апарат працює наступним чином. Попередньо підігріта розділювана суміш через штуцер підведення розділюваної суміші 7 подається до міжтрубного простору апарату. Внаслідок селективних властивостей матеріалу трубчастих мембранних елементів 6 один або декілька компонентів рідкої системи проникають крізь стінки трубчастих мембранних елементів 6 і випаровуються у міжтрубному просторі. Внаслідок встановлення перфорованої фторопластової перегородки відбувається ізолювання зони первапорації з теплими мембранними елементами - 12 від зони конденсації парів виділеного компонента суміші на охолодженій стінці. Тобто перегородка не перешкоджає проходженню випаруваного з мембранних елементів компонента суміші до охолодженої стінки, де відбувається конденсація парів. Сконденсовані пари стікають по внутрішній стінці апарату у нижню його частину. Вже охолодженим конденсат збирається у збірнику перміату 14. Рідина, що не пройшла крізь стінки трубчастих мембранних елементів 6, у вигляді концентрату видаляється з апарату через штуцер відведення концентрату 8. Технічна перевага запропонованої корисної моделі полягає у забезпеченні енергостабільності процесу первапорації. Також застосування даної конструкції надає 1 UA 102353 U можливість конденсації виділеної речовини при знижених енергозатратах, оскільки охолоджені стінки апарату використовуються для конденсації парів і не охолоджують мембранні елементи, тим самим не знижуючи інтенсивність процесу первапорації по висоті апарату. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Мембранний апарат, що містить вертикальний корпус, верхню та нижню кришки, верхню та нижню трубні решітки, трубчасті мембранні елементи з центральними наскрізними каналами, штуцери підведення розділюваної суміші, відведення концентрату й перміату, який відрізняється тим, що в апараті встановлено фторопластову перегородку, яку закріплено всередині вертикального корпусу мембранного апарата. 2. Мембранний апарат за п. 1, який відрізняється тим, що фторопластова перегонка є перфорованою, що дозволяє проходити парам виділених речовин до охолодженої стінки, зменшуючи вплив охолодженої стінки на нагріті мембранні елементи. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2