Половолоконные модули

Рис. У1П-8. Конструкции половолоконных модулей для обратного осмоса (слева) и газоразделения (справа).

Предлагаемый метод может быть применен для расчета плоскопараллельного, рулонного и половолоконного модулей. [c.173]

Уравнения (5.68) и (5.84) —(5.88), выведенные для расчета рулонного модуля, можно применить также к расчету модуля на полых волокнах с перекрестным током в напорном и дренажном каналах. Такая организация потоков возможна в половолоконном модуле с вводом исходной смеси через пористую трубу, установленную по оси модуля (рис. 5.11). В этом случае уравнения (5.85) и (5.89) необходимо несколько видоизменить [c.177]

Фирма Монсанто с 1980 г. начала испытывать в промышленных условиях применимость своих установок на основе половолоконных модулей Призм для очистки природного и попутного газов от СО2 и НгЗ. Основой пилотной установки, имеющей [c.296]

Поверхность используемых на промышленных установках мембран очень велика. Кроме того, газ поступает на разделение при высоких давлениях. Поэтому особенно важно обеспечить максимально высокую плотность упаковки мембран в аппаратах. В промышленности преимущественно используют рулонные и половолоконные модули. [c.174]

Рис. 5.7. Лабораторный мембранный половолоконный модуль-оксигенатор

В оригинальной конструкции половолоконного модуля между пучками гидрофобных волокон находится жидкий раствор переносчика для облегченного транспорта. Этот принцип было предложено использовать для извлечения диоксида серы из воздуха. По одним пучкам волокон (F) течет очищаемый воздух, по другим — продувочный газ (5), а разделены они слоем раствора, играющего роль жидкой мембраны, как показано на рисунке. [c.430]

Разница между половолоконными и капиллярными модулями заключается просто в размерах, поскольку принципиально модули одинаковы. И снова в половолоконных модулях сырьевой поток может проходить внутри волокон или в межволоконном пространстве (см. рис. 111-7). При обратном осмосе сырьевые растворы протекают либо радиально, либо параллельно пучку полых волокон, в то время как пермеат протекает через полый канал внутри ка кдого волокна. Половолоконные модули представляют собой конфигурации с наибольшей плотностью упаковки, которая может достигать 30 ООО м /м . В качестве примера на рис. УП1-8 показан вариант модуля, в котором транспорт осуществляется из межволоконного пространства внутрь полых волокон. Перфорированная центральная трубка расположена в середине модуля, через нее входит сырьевой раствор. В этом варианте волокна собраны в петлю и расположены на одной стороне, а именно на стороне пермеата. Один из недостатков такой конфигурации модуля состоит в том, что в нем возможно образование каналов, по которым осуществляется преимущественный поток газа или жидкости. Это означает, что сырье предпочтительно течет через часть модуля, при этом эффективная поверхность мембраны снижается. Благодаря наличию центральной трубки сырьевой поток более рав- [c.437]

Рис. 5.11. Конструкция мембранного половолоконного модуля-оксигенатора

Хотя стоимость различных модулей может значительно различаться, каждый из них имеет свою область применения. Несмотря на то что конфигурация трубчатого модуля является наиболее дорогостоящей, этот тип модуля хорошо подходит для применений, где можно ожидать высокую тенденцию к забиванию мембран. Это вызвано хорошим контролем процесса и легкостью очистки мембран. Наоборот, половолоконные модули очень легко забиваются и очень трудно очищаются. В системах с полыми волокнами особенно важна подготовка сырья. [c.439]

Рассчитайте плотность упаковки в м /м половолоконного модуля с волокнами, имеющими внешний диаметр 100 мкм. [c.476]

Рассмотрим упаковку половолоконного модуля с внутренним диаметром Д- равным диаметру перфорированной трубы (рис. 2.5). Предполагая одинаковые расстояния между соседними волокнами в упаковке, образуем ячейки [c.60]

Результаты технико-экономических расчетов процесса выделения диоксида углерода с применением мембранных половолоконных модулей в сравнении с традиционными методами выделения показаны на рис. 3.2. Известно, что фирма Монсанто ввела в строй несколько мембранных установок по выделению диоксида углерода из нефтяного газа с закачкой его в нефтяные пласты. Производительность установок по сырью 1100, 22300, 27900 и 83700 мЗ/ч. [c.89]

Применение половолоконных модулей [c.89]

Состав потоков при выделении диоксида углерода из природного газа с использованием мембранных половолоконных модулей [c.90]

МЕМБРАННЫЙ ПОЛОВОЛОКОННЫЙ МОДУЛЬ-ОКСИГЕНАТОР И ЕГО ИСПЫТАНИЯ [c.180]

Половолоконный модуль-оксигенатор [c.181]

Рис. 5.12. Технологическая схема проведения испытаний мембранного половолоконного модуля-оксигенатора

Наиболее вг1жное применение — это гемодиализ, при котором мембраны используются как искусственная почка для людей, страдающих почечной недостаточностью. Диализные мембраны могут полностью заменить почку и способны удалять токсические низкомолекулярные компоненты мочевину, креатинин, фосфаты и мочевую кислоту. Это достигается прокачиванием крови через диализатор, который, как правило, представляет собой половолоконный модуль, содержащих какую-либо из упомянутых мембран. Одно из главных требований, предъявляемых к мембранным материалам, — это их кровесовмести-мость. Часто в качестве антикоагулянта в кровь до ее поступления в диализную ячейку добавляют гепарин. Кроме токсичных компонентов через мембрану будут диффундировать также нетоксичные важные для организма растворенные низкомолекулярные вещества. Например, таким образом отделяются электролиты (ионы натрия и калия), если в качестве второй фазы взять чистую воду, а так как электролитный баланс очень важен для организма, при диализе в качестве фазы пермеата используют физиологические солевые растворы такие условия нивелируют движущую силу транспорта этих ионов. [c.359]

В первом случае требуются значительные производительности установок по оксигенации, что для мембранных половолоконных установок можно достичь, учитывая модульный принцип их компоновки. Вместе с тем, поскольку мембранные половолоконные оксигенаторы обеспечивают насыщение воды кислородом более 75 мг/л (900% насыщения), при меньшем количестве половолоконных модулей осуществим второй вариант, когда только часть воды, циркулирующая в замкнутой системе аквакультуры, пропускается через оксигенатор. Принципиальная техноло- [c.209]

Рис. 5.28. Принципиальная схема модельного аэротенка с гидропневматической системой аэрации мембранным половолоконным модулем

Установки. Из-за низкого содержания гелия в природном газе большинства месторождений плющадь мембран в промышленных установках разделения достигает внушительных цифр. Так, общая поверхность мембран (асимметричная ацетатцеллю-лозная, толщина диффузионного слоя — 0,2 мим) в 4-ступенчатой установке выделения гелия из природного [0,06% (об.) Не] газа составит 226 000 м . Кроме того, исходный газ подают на разделение при высоких — до 10,0 МПа — давлениях, что связано с необходимостью возможно более высокой плотности упаковки мембран в аппаратах. Поэтому в промышленных аппаратах предпочтительнее применение рулонных и половолоконных модулей. [c.325]

Характерные значения потока вещества при проведении процесса испарения через мембрану обычно не превосходят 2 кг/(м ч). Тогда нормальная к поверхности мембраны составляющая скорости жидкости вблизи поверхности не будет превосходить 6 10 м/с. Это примерно на порядок вели шны меньше, чем значения, характерные для процесса обратного осмоса. Поэтому обычно считают, что влиянием концентрационной поляризации на процесс массопередачи при испарении через мембрану можно пренебречь. Однако, как указывается в [8, 9], во многих практически важных случаях разделения жидких смесей путем испарения через мембрану концентрационная поляризация может оказывать существенное влияние на поток вещества через мембрану. Для предотвращения вредного влияния концентрационной поляризации толщина канала для подачи жидкости при использовании плоскорамных или спиральных модулей, или радиус полых волокон при использовании половолоконных модулей не должны превышать 0,2-Ю,5 мм. [c.433]

Рассчитайте перепад дгшления и число Рейнольдса для разделения в трубчатом мембранном модуле (диаметр 10 мм), в капиллярном модуле (диаметр 2 мм) и в половолоконном модуле (диаметр 100 мкм) длина всюду 1 м, пропускается чистая вода, скорость потока вдоль поверхности мембран соответственно 0,5, 1,0 и 5,0 м/с. [c.428]

Существуют различные конструкции модулей, но все они сводятся к двум конфигурациям мембран — плоской и трубчатой. В плоскорамных (иногда их называют плоскокамерные) и спиральных модулях применяются плоские мембраны, тогда как в трубчатых, капиллярных и половолоконных модулях используются мембраны с цилиндрической или трубчатой конфигурацией. Как следует из табл. VHI-1, различия между вариантами этих типов модулей — количественные. Если трубчатые или половолоконные мембраны упакованы плотно и параллельно друг другу, тогда поверхность мембраны, приходящаяся на единицу объема, зависит только от диаметра труб- [c.432]

Рис. У1П-7. Схема капиллярного или половолоконного модуля с подачей сырья внутрь капилляров (а) или в межкгшиллярное пространство (б).

Половолоконные модули используют в случаях, когда сырьевой поток сравнительно чистый, например при газоразделении или первапорации. Еще один пример процесса, где можно использовать полово л оконные модули, — это обессоливание морской воды, также сравнительно чистого сырья. Конфигурация модуля, показанного на рис. УП1-8 (слева), используется при обратном осмосе. В газоразделительных модулях также используется конфигурация, при которой сырьевой поток диффундирует из межволоконного пространства внутрь волокна (см. рис. УП1-8), так как при этом удается избежать сильного перепада давления внутри волокна. При первапорации же лучше использовать конфигурацию, при которой сырье подается внутрь волокна и диффундирует в межволоконное пространство. В противном случае внутри волокна имело бы место возрастание давления. Однако при использовании коротких волокон в первапораци-онном модуле возможно противоположное направление транспорта через стенки мембраны. Еще одно преимущество подачи сырья внутрь волокна состоит в том, что очень тонкий селективный рабочий слой мебраны при этом лучше защищен, в то же время подача сырья в межволоконное пространство позволяет реализовать большую площадь поверхности мембраны. [c.438]

Конструкция мембранного половолоконного модуля с укладкой волокон на опорную трубу (см. рис. 1.11) состоит из корпуса, половолоконной упаковки на опорной перфорированной трубе, штуцеров, уплотнителей, клеевых блоков, крышек и уплотнительных колец. Такая конструкция позволяет работать разделителю как в горизонтальном, так и в вертикальном положении, при подаче исходной смеси как внутрь, так и снаружи волокон (см. рис. 1.11). Для подачи снаружи волокон исходную смесь направляют в перфорированную трубу, откуда она подается в межволоконное пространство. Проникая внутрь волокон и обогащаясь легкопроникающим компонентом, смесь выходит через патрубки верхней и нижней крышек модуля. Непроникшая смесь, обедненная легкопроникающим компонентом, отводится через боковой патрубок. [c.30]

На основе проведенных опытов и их теоретического анализа предложена конструкция мембранного половолоконного модуля-оксигенатора (рис. 5.11). По патрубку вода подается в перфорированную трубу, через которую она проникает в пространство между полыми волокнами мембранной упаковки, насыщаясь легкопроникающими компонентами газовой смеси, подаваемой в волокна через соответствующий патрубок и открытые концы волокон в клеевом блоке. Противоположные концы мембранной упаковки выходят в нижний коллектор. Не прошедший через стенки полых волокон газ, обедненный легкопроникающими компонентами, выводится через нижний патрубок. Подаваемая в оксигенатор газовая смесь находится под давлением. Легко проникающие через мембрану компоненты насыщают воду, омывающую поверхность мембран. Насыщенная легкопроникающими компонентами (кислородом) вода удаляется из оксигенатора. В описанном режиме при подаче на вход воздуха модуль-оксигенатор работает и как генератор воздуха, обогащенного кислородом, и как оксигенатор, насыщающий им воду [44]. При перекрытии нижнего патрубка отвода газа модуль будет работать только как оксигенатор [45]. [c.182]

С целью повышения эффективности флотационной очистки сточных вод могут быть использованы в качестве сатураторов мембранные половолоконные модули-оксигенаторы (см. 5.2). Исследования показали (см. 5.1), что при определенных пневмогидродинамических условиях образуется микропузырьковая газожидкостная среда с размерами микропузырьков 10—20 мкм. При этом достигается большое объемное содержание микропузырьков в среде — до 8—10% от объема при содержании растворенного кислорода 75 мг/л (900% насыщения). Микропузырьковая газожидкостная среда имеет большую межфазную поверхность и ввиду коллективного гидродинамического взаимодействия микропузырь-ков обладает свойствами трехмерной диффузии, что в совокупности позволяет существенно увеличить интенсивность флотационной очистки сточных вод от микродисперсных примесей. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология