ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние концентрационной поляризации из "Мембранные процессы разделения жидких смесей" Для проведения опытов по изучению влияния температуры раствора на характеристики процесса поверхность гидроаккумулятора 5 покрывается нагревательной электрической спиралью, а регистрирующий термометр помещается на выходной линии после дроссельного вентиля 8. Разделительная ячейка может ыть различной конструкции, но обязательным ее элементом является пористая подложка под мембрану, воспринимающая рабочее давление и свободно пропускающая к сливному отверстию проникающую через мембрану жидкость. [c.56] Высота камеры в разделительной ячейке, через которую протекает раствор, составляет 10—20 мм. Диаметр мешалок должен быть на 10—15 мм меньше внутреннего диаметра камеры разделительной ячейки. [c.56] Ячейка для изучения образования динамических мембран, в которых в ка- честве основы используются пористые трубки, представлена на рис. 1-26. Пористая трубка 4 закрепляется в корпусе 3 ячейки с помощью гаек 1 и сальниковых уплотнений 2. Исходный раствор может подаваться как внутрь пористой, трубки 4 (как показано на рисунке), так и снаружи (т. е. в кольцевой зазор между корпусом 3 и пористой трубкой 4). [c.59] К аппаратам промышленных масштабов предъявляется ряд требований, определяемых условиями их изготовления и эксплуатации. Прежде всего промышленные аппараты для осуществления мембранных процессов, в том числе и для обратного осмоса и ультрафильтрации, должны иметь большую рабочую поверхность мембран в единице-объема аппарата. Они должны быть простыми в сборке и монтаже-ввиду необходимости периодической смены мембран. При движении жидкости по секциям или элементам аппарата она должна равномерно распределяться над мембранной поверхностью и иметь достаточно высокую скорость течения для снижения влияния концентрационной поляризации (см. стр. 68). При этом перепад давления в аппарате должен быть по возможности небольшим. Кроме того, необходимо выполнение всех требований, связанных с работой аппаратов при повышенных давлениях обеспечение механической прочности, герметичности и т. д. [c.59] Удовлетворить всем требованиям в одном аппарате, по-видимому, невозможно. Поэтому для каждого конкретного процесса разделениа следует подбирать оптимальную конструкцию аппарата. [c.59] По способу укладки мембран аппараты для обратного осмоса и ультрафильтрации подразделяют на 4 основных типа 1) аппараты типа фильтр-пресс с плоскокамерными фильтрующими элементами 2) аппараты с трубчатыми фильтрующими элементами 3) аппараты с рулонными или спиральными фильтрующими элементами 4) аппараты с мембранами в виде полых волокон. [c.59] Следует отметить, что эти аппараты обычно собираются из отдельных фильтрующих элементов, или модулей, конструкция которых полностью характеризует конструкцию аппарата в целом. [c.59] Аппараты типа фильтр-пресс с плоскокаиерными фильтрующими [эле-ментами (рис. 1-27) находят применение в установках сравнительно невысокой производительности [1, с. 251, 3, 13, с. 117, 56, 57, 61, 98—100]. Основой этих аппаратов является фильтрующий элемент, состоящий из двух мембран, уложенных по обе стороны плоской пористой пластины — дренажа. Дренажные пластины расположены на небольшом расстоянии друг от друга (0,5—5 мм), образуя межмембранное пространство для протока разделяемого раствора. Пакет фильтрующих элементов зажимается между двумя фланцами и стягивается болтами. Разделяемый раствор последовательно проходит через все фильтрующие элементы, концентрируется и удаляется из аппарата. Прошедший через, мембрану фильтрат уходит через дренажные слои в радиальном направлении. [c.59] Недостатком аппарата с центральным стяжным болтом является наличие центральных перетоков, которые снижают полезную площадь мембран и могут явиться причиной утечки раствора в фильтрат. Кроме того, дренажные пластины и турбулизаторы конструктивно сложны и требуют высокой точности изготовления. Устройство надежных уплотнений между элементами как в центральной части, так. и па периферии сопряжено со значительными трудностями. Сборка аппарата должна производиться с помощью специального домкрата, так как необходимое для уплотнения усилие очень велико. [c.60] Для повышения плотности укладки мембран в аппарате фирмы Юнион Карбайд мембранное пространство высотой я= 1 мм образовано гофрированными нерфорированпыми листами из винипласта. Дренаж выполнен из пористых пластмассовых листов толщиной 1 мм. Недостатком этого аппарата является сложность и ненадежность уплотнения стыков между мембранами и отводящими фильтрат коллекторными трубками. Имеются и другие разновидности аппаратов типа фильтр-пресс [98]. [c.60] Выполненные конструктивные разработки, их проверка и анализ литературного материала позволили сформулировать основные рекомендации по созданию аппаратов типа фильтр-пресс . [c.61] В бескорпусных аппаратах межмембранное пространство образовано тонкими (0,8—1 мм) прокладками (рис. 1-29, а), которые при плотном обжатии фланцев анкерными или центральными стяжными болтами за счет сил трения передают усилие от внутреннего давления на дренаж. Таким образом достигается значительная экономия материала и плотность укладки мембран в аппарате увеличивается до 300 м /м . Переточные отверстия для прохода раствора выполнены в самом фильтрующем элементе, а герметичность перетоков обеспечивается склеиванием мембраны и дренажного материала (рис. 1-29, б). [c.61] Сборка элементов в бескорпусных аппаратах выполняется посекционно, причем число элементов в секциях по ходу раствора уменьшается, что обеспечивает оптимальный гидродинамический режим в аппарате. Движение раствора между элементами в каждой секции осуществляется параллельно за счет коллектора, образуемого переточпыми отверстиями, которые расположены по одной оси. [c.61] Секции между собой соединены последовательно. [c.61] Аппараты тина фильтр-пресс отличаются простотой изготовления и сборки, возможностью быстрой замены мембран, удобны в монтаже и эксплуатации. В этих аппаратах процесс разделения проводится при сравнительно высоких скоростях раствора (вследствие незначительного зазора между соседними мембранами), что позволяет существенно снизить влияние концентрационной поляризации. Поэтому аппараты типа фильтр-пресс особенно перспективны для проведения ультрафильтрационных процессов. [c.61] Основным недостатком этих аппаратов является относительно невысокая удельная поверхность мембран — 60—300 м2/м объема аппарата. Кроме того, в этих аппаратах сборка и замена мембран производятся вручную. [c.61] Основные ячейки такого аппарата — пористые трубы 1 (металлические, керамические или пластмассовые) диаметром 6—30 мм, на внутреннюю (или внепшюю) поверхность которых наносится мелкопористая подложка, а на нее — полупроницаемая мембрана 2. [c.63] Установка с трубчатым креплением мембран а — схема 1 — пористые трубки г — полупровицаемая мембрана з — насос 4 — гурбива 5 — сборник фильтрата б — элемент аппарата с соос-в трубками 1 — фланец 2, 4 — пористые трубки 3 — мембрана. [c.63] Широкое применение находят опорные трубки, изготовленные из плетеного стеклопластикового жгута, пропитанного эпоксидным компаундом [101]. Применение таких трубок придает конструкции легкость и достаточную прочность. [c.63] Фирма Аэроджет Дженерал Корпорейшн [101] создала аппарат с трубчатыми элементами, главное отличие которых состоит в том, что мембрана и дренаж из стеклопластика изготавливаются одновременно литьем. Это позволяет получать элементы диаметром от 6 до 25 мм практически любой длины. Важное усовершенствование конструкции — общая для всех фильтрующих элементов решетяа. [c.63] Вернуться к основной статье