Мембранные аппараты с полыми волокнами

Указанные недостатки частично устранены в спиральном мембранном аппарате, представляющим собой два вертикальных спиральных канала, навитых из рулонного материала вокруг центральной разделительной перегородки. Торцы камер герметично закрывают торцовые крышки. Аппарат снабжен четырьмя штуцерами для ввода и вывода теплоносителей, два из которых установлены в центре торцовых крышек, а другие - на наружной части корпуса. В одном из каналов вертикально располагаются пучки мембран из полого волокна, открытые концы которых герметично закреплены в крышках. [c.587]

Достоинства такой конструкции - большая рабочая площадь поверхности, присущая мембранам из полого волокна, простота сборки и эксплуатации. Наличие одного канала течения разделяемой жидкости снимает проблему распределения потока, что особенно важно для вязких сред. В аппарате реализуется полный противоточный равномерный теплообмен по всей поверхности, при этом можно работать при увеличенной скорости теплоносителей. Варьируя конструктивно-технологические параметры установки, можно добиться того, чтобы охлаждение смеси за счет испарения было полностью компенсировано теплообменом между камерами. [c.588]

Наибольшая плотность упаковки мембран — до 60000 м /м рабочего объема аппарата — достигается в аппаратах с мембранами в виде полых волокон или стеклянных капилляров. Так, например, плотность упаковки мембран в аппарате на ос-лове полых волокон диаметром 36 мкм с толщиной стенок 9— 10 мкм равна 50000 м /м [14, 15]. Полые волокна, применяемые в аппаратах этого типа, могут быть как изотропными, так и анизотропными (асимметричными или композиционными) по структуре. Существует несколько вариантов конструкции модулей на полых волокнах. Первый по устройству аналогичен од- [c.192]

В аппарате (рис. 11-16,6) пленка образуется на обоих электродах при давлении паров 10—1000 Па, расстоянии между электродами 5— 40 мм и частотах от 50 Гц до 2 МГц [90]. Размер и форма мембран, которые могут быть приготовлены в тлеющем разряде осаждением на электроде, определяются размером и формой электрода. По этой причине безэлектродный тлеющий разряд, по-видимому, является более перспективным способом приготовления мембран, так как осаждение полимера происходит на любой поверхности, находящейся в зоне тлеющего разряда (плоские ленты, трубки, полые волокна). [c.78]

Аппараты на основе сферических ФЭВ. Мембранный аппарат этой конструкции представлен на рис. 111-45 [141]. Его фильтрующий элемент сферической формы 2 имеет сферический сердечник 5, на который намотаны полые волокна 3. Сердечник 5 снабжен конусами 6 и поддерживающей осью 8, необходимыми при изготовлении фильтрующего элемента, а также отверстиями для перемешивания и движения разделяемой жидкости из одной половины аппарата в другую. Открытые концы полых волокон закреплены в кольцевых трубных решетках 7, [c.159]

Увеличение разницы в общей стоимости установок различных типов с ростом их производительности в значительной степени определяется стоимостью труб с запорными устройствами, которая для аппаратов фильтрпрессного типа достигает 30%, а для аппаратов с полыми волокнами составляет всего 6—9% общей стоимости установки. Стоимость мембран относительно невелика и, в зависимости от конструкции аппарата, составляет 1—3% общей стоимости установки (подробнее см. стр. 302). [c.165]

Дренажи мембранных аппаратов. Эффективность всех рассмотренных конструкций, кроме аппаратов с полыми волокнами, в значительной степени зависит от материала дренажей, служащих для восприятия высокого давления и отвода фильтрата. К материалам дренажей предъявляются следующие требования 1) высокая пористость с целью возможно более полного использования рабочей площади прилегающих мембран и снижения гидравлического сопротивления в перпендикулярном и параллельном к плоскости мембраны направлениях 2) достаточная жесткость, т. е. способность воспринимать высокое давление в течение длительного времени, сохраняя приемлемые гидравлические характеристики 3) способность формоваться в тонкие листы и трубки 4) химическая стойкость в фильтрате и микробиологическая инертность 5) невысокая стоимость материала, занимающего до 50% объема аппарата (см. также стр. 273). [c.167]

Рис. 6. Аппарат с волокнистой мембраной 1 - трубная решетка с открытыми концами волокон 2-полое волокно.

Наиб, распространенная форма М. р.-пленка, формуемая на машинах ленточного или барабанного типа. Для повышения мех. прочности и стабильности формы изготовляют на пористых подложках, напр, тканях, сетках, нетканых материалах. Пленочные М. р. используют в плоскокамерных аппаратах (типа фильтр-пресса) и рулонных тонкие полимерные пленки осаждают на внутр. пов-сти пористых трубок (неск. штук собирают в одном корпусе) полые волокна укладывают параллельно или под углом друг к другу в пластмассовом корпусе н склеивают в торцевых частях (см. также Мембранные процессы разделения). [c.32]

Диализ проводят в мембранных аппаратах, в основном плоскокамерного типа, а также в аппаратах с полыми волокнами. В этом случае количество вещества М, проходящего через мембрану, может быть определено по уравнению массопередачи [c.335]

Аппараты с полыми волокнами просты по устройству, технологичны в изготовлении они легко собираются и удобны в эксплуатации. В этих аппаратах вследствие малых диаметров волокон обеспечивается очень высокая удельная поверхность мембран-до 20-30 тыс. м /м . Поэтому они нащли широкое применение в крупнотоннажных химических производствах, в производстве особо чистой воды, в пищевой промышленности, при очистке и разделении газов и т.д. Однако при эксплуатации этих аппаратов предъявляют повышенные требования к предварительной очистке разделяемых смесей от взвесей. В случае выхода из строя части полых волокон приходится заменять весь пучок волокон. [c.352]

Аппараты с полыми волокнами можно разделить на следующие группы с параллельным расположением полых волокон, с цилиндрическими мембранными элементами, с и-образным расположением полых волокон. [c.352]

Большинство целлюлозных мембран д тя обратного осмоса выполнено в виде полых волокон с использованием соответствующих способов намотки синтетического волокна. Главное преимущество полых волокон в применении к обратному осмосу заключается в том, что они обеспечивают в высшей степени выгодное отношение поверхности мембран к объему мембранного аппарата. Таким образом, используя относительно компактное оборудование, можно достичь высоких скоростей потока. [c.225]

Рис. 354, Схема аппарата с мембранами в виде полого волокна

Этот аппарат может работать на воде, содержащей значительное количество механических примесей. Рулонный аппарат компактен, удобен в сборке, но требует предварительного отделения из воды механических примесей. Наиболее тщательная подготовка воды требуется для аппарата с полыми волокнами, но при этом конструкция аппарата проста, так как волокна сами выдерживают необходимое давление. При плоских мембранах можно достичь плотности упаковки, равной 700 м /м объема аппарата, и получить удельную производительность по воде, равную 350—700 м /м объема аппарата. Использование полых волокон позволяет получить плотность упаковки до 33 000 м /м объема аппарата, но проницаемость полых волокон на порядок ниже таковой для плоских мембран и поэтому удельная производительность таких аппаратов пока невелика (175 м /м объема аппарата). [c.104]

Один из путей решения указанной проблемы - предварительная обработка нативных растворов с целью удаления из них примесей коллоидной природы. Такого рода обработка растворов перед их подачей в мембранный аппарат является важнейшей стадией в схемах, включающих баромембранные процессы. Особенно чувствительны к загрязнениям процессы, осуществляемые на полых волокнах, для которых предварительная очистка растворов должна полностью исключать наличие дисперсных примесей [48, 49]. Предварительная очистка растворов осуществляется с использованием как физических методов разделения (фильтрование, сепарирование и др.), так и реагентных (коагуляция, флотация, флокуляция). Выбор конкретного метода очистки, как и самого мембранного аппарата, применительно к данной задаче представляет собой серьезную проблему. Он должен учитывать как типы применяемых мембран и аппаратов, так и условия проведения баромембранного процесса. [c.39]

Известны также гиперфильтрационные аппараты типа фильтр-пресс, с трубчатыми мембранами, с рулонными мембранами и с мембранами в виде полого волокна. [c.19]

Аппараты с полыми волокнами можно разделить на следующие группы с параллельным расположением полых волокон, с цилиндрическими мембранными элементами, с и-образным расположением полых волокон со сферическими мембранными элементами. Аппараты последнего типа не нашли широкого применения, и поэтому не рассматриваются. [c.52]

Мембранный элемент аппарата (рис. 2-16,6) состоит из сердечника 5 с отверстиями и желобом 4 для отвода образующегося пермеата, на который намотаны слои полого волокна 3, имеющие зазор для пористой трубной решетки 2. Отверстия 1 трубной решетки 2 с одной стороны сообщаются с желобом 4, а с другой (на рис. 2-16,6 не показано) закрыты крышкой. [c.54]

Аппараты с цилиндрическими мембранными элементами используют для создания установок большой производительности. Недостатки этих аппаратов — необходимость замены всей секции при выходе из строя одного из мембранных элементов, большие потери рабочего давления при движении разделяемого раствора по полым волокнам (так как используют полые [c.54]

Известны аппараты, которые занимают промежуточное положение между аппаратами с трубчатыми мембранными элементами и аппаратами с полыми волокнами. Из них наибольший интерес представляют аппараты типа спагетти . Пластмассовый стержень диаметром 3—4 мм с продольными канавками (поперечным сечением) 0,5X0,5 мм покрывают дренажной оплеткой (например, сеткой), а сверху — мембраной. Один конец стержня заглушают, а другой вставляют в трубную решетку и, таким образом, собирают пучок стержней (108— 241 шт.) с поверхностью мембраны в одном аппарате до 9 м . Преимущества этих аппаратов — компактность, механизированный способ получения мембранных элементов. Однако сборка аппарата сложна гидродинамические условия в нем далеки от оптимальных. [c.57]

Дренажи мембранных аппаратов. Эффективность всех рассмотренных конструкций, кроме аппаратов с полыми волокнами, в значительной степени зависит от материала дренажей, служащих для восприятия высокого давления и отвода фильтрата. К материалам дренажей предъявляются следуюпще требования [c.67]

Для обратного осмоса, ультрафильтрации и испарения через мембрану могут применяться аппараты аналогичной конструкции но с различными но характеристикам мембранами. Очевидно, в будущем получат распространение аппараты всех четырех основных типов, разработанных в настоящее время с плоскими, рулонными, трубчатыми фильтрующими элементами и с мембранами в виде полого волокна. Для каждого из этих типов аппаратов, имеющих свои преимущества и недостатки, найдется оптимальная область применения. Однако уже сейчас ясно, что первые три типа аппаратов будут выпускаться на малую и среднюю производительность, а установки высокой производительности (для обработки водных растворов, например, обратным осмосом — от 1000 м /сут и выше) наиболее рационально создавать на основе аппаратов с полыми волокнами. [c.203]

Расчет мембранной колонны можно проводить по методам матричного исчисления [26]. С.-Т. Хваиг и Ш. Галчи [27] исследовали процесс выделения метана из бинарных и тройных смесей в системах СО2—СН4, СН4—N2 и СО2—СН4—N2 на мембранной колонне общей высотой 5,5 м (высота укрепляющей и исчерпывающей частей соответственно 2,76 и 2,74 м). В качестве мембран использовали полые волокна из силиконового каучука (34 волокна в аппарате), средний внутренний и виёшний диаметры которых составляли соответственно 0,123 и 0,310 мм. [c.221]

В медицинской технике широкое распространение получили мембранные элементы из химических волокон в гемодеализато-рах аппаратов искусственная почка . Использование полых пористых волокон приводит к значительному увеличению активной поверхности мембраны, что позволяет интенсифицировать процесс гемодиализа при одновременном уменьшении габаритов аппарата. В настоящее время полые волокна на основе различных производных целлюлозы являются наиболее распространенными в аппаратах искусственная почка . Для повышения эффективности гемодиализных мембран используют полые волокна переменного сечения. Толщина стенки таких волокон непостоянная как в продольном, так и в поперечном направлениях. Ведутся разработки по внедрению новых видов полых волокон (сополимеры акрилового ряда, полипропилен, полисульфон и др.). [c.315]

Ниже приведены сравнительные характеристики мембранных аппаратов конструкции НПО Криогенмаш (мембрана — асимметричная ПВТМС) и Монсанто (полые композиционные волокна на основе полисульфона и полиорганосилоксана) применительно к реализованному в СССР и США процессу извлечения водорода из газов синтеза аммиака [29, 30] [c.194]

Хвангом и Дж. М. Торманом на примере мембранного колонного аппарата на полых волокнах [24, 25] при усло вии противоточного движения потоков в напорных и дренажных каналах в режиме идеального вытеснения. При этом принимали следующие допущения исходная смесь газов подается внутрь полых волокон — в трубное пространство колонны геометрические размеры волокон, вязкость и плотност газовой смеси, коэффициенты проницаемости компонентов являются функцией изменяющегося давления в напорном пространстве аппарата (Р1) температура в колонне и давление в дренажном пространстве (Рг) постоянны. [c.216]

ГИАП совместно с НПО Химволокно разработал и испытал аппарат на полых волокнах из фторопласта-42 (сополимер тетрафторэтилена с гексафторэтилеиом). Размеры волокон бОх Х9,0 мкм. Рабочий объем аппарата 0,2435 м , рабочая поверхность мембран 4200 м , т. е. плотность упаковки 17 000 м /м . Установки с одним мембранным модулем способны концентрировать водород из его смеси с азотом (2300 м /ч), степень выделения Н2 при перепаде давлений на мембране 2,74 МПа составляла 75,8 /о [27]. [c.276]

Высо-копроизводительные мембраны на основе полиоргано-силоксанов имеют сравнительно низкий фактор разделения, поэтому (кроме мембраны Р-11) широкого применения в мембранных аппаратах разделения воздуха не нашли. Исключение составляет композиционная мембрана в виде полых волокон Монсанто , в которой селективность разделения определяется материалом матрицы (полисульфон), в то время как сплошной слой (пол1иорганосилоксан) определяет производительность мембраны. Эта мембрана, как впрочем и другие в виде полых волокон (например, высокоселективная мембрана на основе поли-эфиримида), широкого промышленного применения в процессах разделения, целевым продуктом которых является обогащенный до 35—60% (об.) кислородом поток, пока не получила. Объясняется это, очевидно, высоким гидравлическим сопротивлением модулей с полыми волокнами. Однако в технологических процессах, протекающих при повышенных давлениях [например, при получении в качестве целевого продукта технического — до 95% (об.) — азота], использование аппаратов на основе полых волокон оказывается, учитывая высокую плотность упаковки, эффективным. [c.308]

Пермеат, получаемый при атмосферном давлении, с концентрацией кислорода 22—24% (об.) может быть использован для интенсифицирования сжигания топлива. Необходимо отметить, что аппараты с мембранами в виде полых волокон для целей получения технического азота весьма эффективны. Так, по данным Монсанто , себестоимость мембранного азота более чем в два раза ниже криогенного [96]. Мощность действующих устано вок на основе модулей на полых волокнах достигает 1540 м ч (нагрузка по исходному воздуху) [96] и 450 м ч обогащенного до 95% (об.) азота (мембрана — полые волокна из ацетата целлюлозы фирмы Доу Кемикл ) [38, 97, 98]. [c.313]

ГТИ , который занимает промежуточное положение между аппаратами трубчатого типа и аппаратами с полыми волокнами. Пластмассо-libiii стержень диаметром 3—4 мм с продольными канавками 0,5x0,5 мм покрывают дренажной оплеткой — сеткой, на которую помещают полупроницаемую мембрану. Один конец стержня заглушают, а другой вставляют в трубную решетку и таким образом собирают пучок стержней (108— 241 штук) с поверхностью мембраны в одном модуле до 9 м . К достоинствам этого типа аппарата относятся компактность, механизированный способ получения элементов. Однако сборка модуля достаточно сложна, в нем трудно создать благоприятные гидродинамические условия для снижения концентрационной поляризации, так как раствор поступает в межстержневое пространство, имеющее большое сечение, что значительно упрощает конструкцию и облегчает эксплуатацию этих аппаратов. [c.166]

Применение. Ацетатные нити используют прн изготовлении бельевого трикотажа, тканей для подкладки и штор, изделий детского ассортимента, косынок и др., триаце-татные-при изготовлении тканей для платьев, галстуков, купальных костюмов, термообработанные триацетатные-в пронз-ве плиссированных н тисненых изделий. Из текстури-рованных нитей изготовляют трикотажные изделия. Жгутовое А. в. применяют в пронз-ве сигаретных фильтров, задерживающих 30-50% никотина, до 80% фенола н пирокатехина, 30-40% 3,4-бензпирена (на изготовление жгута расходуется ок. 20% мирового выпуска ацетатов целлюлозы). Полое волокно с селективно проницаемыми стенками используют в спец. аппаратах для мембранного разделения р-ров и коллоидных систем методами обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа. Мировое произ-во А. в. 609 тыс. т/год (1983), из них текстильного назначения 275 тыс. т/год, остальное-жгутовое А. а [c.226]

Разделение через мембраны. Б этом случае Г.р. реализуется благодаря разл. проницаемости компонентов газовой смеси через разделит, мембраны (пористые и непористые перегородки). Эффективность мембраны определяется ее уд. производительностью, т.е. кол-вом газа, прошедшего через пов-сть мембраны за соответствующее время. Аппараты для мембранного Г. р.-замкнутые объемы, разделенные мембранами на две полости. Движущая сила процесса-поддерживаемая постоянной разность парциальных давлений (или концентраций) газов по обе стороны мембраны. В зависимости от назначения мембраны изготовляют из разл. материалов (стекло, металлы, полимерные материалы), к-рым придают форму пластин, трубок, полых волокон, капилляров. Напр., для выделения Hj из продувочных газов произ-ва NH3 используют трубки из сплава Pd для тех же целей применяют полые волокна из полиариленсульфонов. Воздух, обогащенный О , получают с помощью пластин из поливинилтриметилсилана. Важная характеристика мембранных аппаратов-плотность упаковки мембраны, т.е. пов-сть мембраны, приходящаяся на единицу объема аппарата. Плотность упаковки мембран из полых волокон с наружным днам. 80-100 мкм и толщиной стенки 15-30 мкм составляет 20000 м /м , плоских мембран - 60-300 mVm . См. также Абсорбция, Адсорбция, Конденсация фракционная. Мембранные процессы разделения, Мембраны разделительные. Ректификация. [c.465]

Диализ-разделение растворенных в-в, различающихся мол массами Процесс основан на неодинаковых скоростях диффузии этих в-в через проницаемую мембрану, разделяющую конц и разб р-ры Под действием градиента концентрации растворенные в-ва с разными скоростями диффундируют через мембрану в сторону разб р-ра Скорость переноса в-в снижается вследствие диффузии р-рителя (обычно воды) в обратном направлении Для диализа используют, как правило, нитро- и ацетатцеллюлозные мембраны Площадь их пов-сти рассчитывается из ур-ния F = K FA /V, где V-кол-во пермеата, Дс-разность концентраций в-ва по обе стороны мембраны, т е движущая сила процесса, = (1/Pi + h/D + 1/Р2) -коэф массопередачи, или диализа, определяемый экспериментально, причем и Pj-соотв коэф скорости переноса в-ва в конц р-ре к перегородке н от нее в разб р-ре, 5-толщина мембраны, D - коэф диффузии растворенного в-ва Процесс используют в произ-ве искусственных волокон (отделение отжимной щелочи от гемицеллюлозы), ряда биохим. препаратов, для очистки р-ров биологически активных в-в Мембранные аппараты подразделяют на плоскокамерные, трубчатые, рулонные, с полыми волокнами, а также электродиализаторы (см выше) В плоскокамерных аппаратах (рис 3) разделительный элемент состоит из двух плоских [c.26]

Для обратного осмоса, как правило, используют плоскокамерные, трубчатые и рулонные аппараты для ультра-фильтрации-плоскокамерные и трубчатые для микрофильтрации-те же аппараты, а также обычные патронные фильтры для электродиализа-кроме электродиализаторов, иногда плоскокамерные и с полыми волокнами, снабженные подводкой электропитания для мембранного газоразделв-ния-рулонные, плоскокамерные и трубчатые для испарения через мембрану-те же аппараты, что и для баромембранных процессов, снабженные системами подогрева, вакуумирования,. подачи инертного газа и конденсаторами паров для диализа-плоскокамерные и др. мембранные. [c.27]

Таким образом, разделение газовых смесей при помощи мембранных методов основывается на том, что проницаемости различных компонентов газовой смеси через мембрану оказываются различными. Для разделения применяются асимметричные и ком1Юзиционные мембраны, состоящие из тонкого селективного слоя и пористого субстрата (подлоткки). Как и для проведения жидкофазных процессов, для газового разделения применяются аппараты с плоскими мембранными элементами, с трубчатыми мембранными элементами, с рулонными мембранными элементами, а также аппараты с полыми волокнами. [c.46]

Аппараты с мембранами в виде полых волокон для процессов обратного осмоса и ультрафильтрации занимают особое место, так как имеют очень высокую плотность укладки полупроницаемых мембран, равную 20 000—ЗООООм /м - Это достигается использованием мембран в виде полых волокон малого диаметра (45—200 мкм) с толщиной стенки 10—50 мкм. Полые волокна-мембраны способны выдержать рабочее давление, равное десяткам мегапаскалей, поэтому аппараты с такими мембранами не требуют дренажных и поддерживающих устройств, что значительно снижает капитальные затраты, упрощает их сборку и эксплуатацию. [c.439]

В аппаратах с мембраной в виде полого волокна мембранный элемент обычно представляет собой цилиндр, в к-рый помещен пучок пористых полых волокон с наружным диаметром 80—100 мкм и толщиной стенки 15—30 мкм. Разделяемый р-р обычно омывает наружную пов-сть волокна, а по его внутр. каналу выводится фильтрат. Эти аппараты отличаются большой плотностью упаковки мембран (до 20 ООО м цз), что компенсирует невысокую уд. производительность пористого полого волокна. Аппараты этого типа широко использ. в опреснит, установках и достигают производительности неск. тысяч м /сут. [c.321]

Однако в настоящее время в области создания аппаратов и разделительных элементов на полых волокнах в Советском Союзе проводятся лишь поисковые лабораторные исследования, в то время как за рубежом (в таких странах, как США, Япония, Франция) основными процессами разделения большинства газовых смесей становятся диффузионные процессы с применением половолокнистых мембран [3]. Это явилось основной причиной проведения в Секторе механики неоднородных сред АН СССР работ по созданию разделительных элементов и аппаратов для испытания подобных элементов. [c.212]

Основными достоинствами разделительных аппаратов с полыми волокнами, имеющими селективно проницаемые стенки, являются высокая удельная производительность, исключение необходимости применения специальных дренажных систем, простота эксплуатации. Кроме того, аппараты с полыми волокнами выгоднее других аппаратов при эксплуатации с энергетической точки зрения, так как для них требуются меньшие затраты энергии на турбулизацию потока. Так, для обеспечения стабильной работы трубчатого аппарата на основе динамических мем-бран рекомендуется [29] значение критерия Рейнольдса 2500—3000, для аппарата плоскокамерного типа Не = 180—200, а для аппарата с полыми волокнами достаточно значение Ке = 20—30. К преимущв ствам аппаратов на основе полых волокон можно отнести высокую плотность упаковки мембран. В табл. 5.3 приведены сравнительные характеристики разделительных аппаратов различных типов, предназначенных для опреснения соленых вод методом [c.182]

Наибольших успехов в создании аппаратов для выделения водорода из смеси газов с применением капиллярно-трубчатых мембран за рубежом достигла фирма Monsanto. Для выделения водорода из смеси газов отечественной промышленностью изготавливаются полые волокна из различных полимеров. [c.388]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология