Мембранні елементи рулонні - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Мембранні елементи рулонні
Апарати для мембранних процесів поділяють на чотири основних типи, що розрізняються способом укладання мембран апарати з плоскими мембранними елементами, трубчастими мембранними елементами, мембранними елементами рулонного типу і мембранами у вигляді порожнистих волокон. Ці апарати можуть бути корпусними та безкорпусними. За становищем мембранних елементів їх ділять на горизонтальні та вертикальні за умовами монтажу-на розбірні та нерозбірні. Залежно від конструкції апаратів та схеми установок апарати можуть працювати як у режимі ідеального витіснення, так і в режимі ідеального перемішування.[c.346]
Апарати для баромембранних процесів поділяють на чотири типи, що відрізняються способом укладання мембран апарати з плоскими мембранними елементами, апарати з трубчастими мембранними елементами, апарати з мембранними елементами рулонного типу та апарати з мембранами у вигляді порожнистих волокон. У всіх апаратах для баромембранних процесів можуть бути використані як ущільнювальні (полімерні) мембрани, так і мембрани з жорсткою структурою.[c.37]
Співвідношення (8.4) справедливі, коли число апаратів у секції відповідає числу каналів, по яких проходить розчин, що розділяється, що має місце в апаратах з мембранними елементами рулонного типу.[c.234]
У апаратах з мембранними елементами рулонного типу щільність упаковки мембран становить 300-800 м/м . Апарати даного типу (рис. 4.18) виконані у вигляді труби, в яку вставлений один або кілька з'єднаних послідовно рулонних елементів.[c.345]
В - ширина рулонного мембранного елемента[c.8]
РНР. 5.10. Розгортка рулонного мембранного елемента(Перехресний струм)[c.176]
В елементі рулонного типу на основі високопродуктивних асиметричних та композиційних мембран тиск змінюється і в напірному, і в дренажному каналах як по довжині, так і по щиріні. Відповідно будуть змінюватися профілі концентрацій та швидкостей, що дуже ускладнює завдання розрахунку модуля. Тому вдаються до припущення [17], що тиск у дренажному просторі елемента змінюється лише у напрямі потоку пермеату, нехтуючи таким чином зміною тиску по ширині елемента. Це припущення цілком коректне, тим більше що в рулонних мембранних елементах, як правило, 1 В (де Ь і А - відповідно довжина і ширина елемента). Розрахунок рулонного модуля можна ілюструвати на рис. 5.9 та 5.10.[c.176]
В останні роки все більшу увагу приділяють поділу рідких та газових сумішей з використанням напівпроникних мембран (мембранні методи). Напівпроникні мембрани мають чудову властивість - пропускати одні речовини і затримувати інші. Для використання у великих промислових установках розроблено чотири основні типи апаратів для мембранного поділу з трубчастими мембранними елементами типу фільтр-преса з плоскокамерними мембранними елементами з мембранами у вигляді порожнистих волокон з рулонними або спіральними мембранними елементами.[c.164]
У рулонних, або спіральних, апаратах (рис. 5) мембранний елемент має вигляд пакета три його кромки герметизовані, а четверта прикріплена до перфорованої трубки для відведення пермеату, на яку накручується пакет разом з сіткою-сепаратором. Потік, що розділяється, рухається в осьовому напрямку по міжмембранних каналах, а пермеат-спіралеподібно по дренажному матеріалу і надходить у відвідну трубку. Апарати цього типу відрізняються високою щільністюупаковки мембран (300-800 м/м), але складніше, ніж плоскокамерні, у виготовленні. Вони використовуються в установках середньої та великої продуктивності для поділу рідких та газових сумішей.[c.26]
У корпусі 7 послідовно встановлено кілька рулонних мембранних елементів. Такий елемент складається з трубки, що має прорізи для проходу пермеату, і герметично приєднаного до неї пакета з двох мембран 2, розташованого між ними дренажного листа 3 і сітки-сепаратора 4, що утворює міжмембранні канали. У процесі скручування пакета для герметичного поділу напірної порожнини та порожнини збору пермеату кромки дренажного листа просочують спеціальним клеєм.[c.351]
Для запобігання телескопічного ефекту (зсуву шарів у рулоні вздовж його осі), що виникає внаслідок різниці тисків у торців мембранного елемента, в корпусі апарату 7 встановлюють фіксатори б (диски з отворами для проходу розчину, що розділяється). Розділяється розчин рухається міжмембранним каналом, сітка-сепаратор 4 в якому не тільки визначає його висоту, але і є турбулізатором.[c.351]
Апарати з рулонними мембранними елементами мають високу питому поверхню мембран (300-800 м/м), малу металомісткість багато операцій при складанні мембранних елементів можуть бути механізовані. Недоліки апаратів цього типу - складність монтажу пакетів деяких конструкцій, необхідність заміни всього пакета при пошкодженні мембрани, високий гідравлічний опір міжмембранних каналів, так і дренажного листа.[c.351]
Охарактеризуйте апарати з рулонними мембранними елементами, їх переваги та недоліки.[c.357]
Існує безліч мембран, що відрізняються як за технологією їх виготовлення, так і законкретних сфер застосування. Апарати мембранного поділу можуть бути кількох типів - з трубчастими елементами, рулонного типу та пластинчасті.[c.206]
Значно більшу питому поверхню (до 800 м /м ) мембранного поділу мають апарати з рулонними мембранними елементами (рис. 7.20), що являють собою багатошаровий рулон, згорнутий з дренованого листа товстостінного 1, сітки-сепаратора 3 і двох мембранних листів 2 по обидва боки листа .[c.471]
Операція намотування матеріалів з одночасною склейкою безнапірного дренажного каналу досить легко може бути механізована, в той час як операція кріплення матеріалів до трубки, що відводить, виконується вручну. Тому виготовлення розділових елементів рулонного типу доцільно використовувати мембрану можливо більшої довжини, тим паче, що збільшення довжини мембранного пакета призводить до збільшення щільності упаковки мембран. Однак довжина безнапірного дренажного каналу обмежена з суто конструктивних міркувань і лімітується насамперед величиною гідродина-[c.176]
Роботи зі створення розділових елементів рулонного типу широко проводяться в СРСР [5, с. 281 - 285]. ВНДІСС спільно з НДІХІММАШ розробили два типи елементів (ЕРР-400 і ЕРР-1000) на основі плоскої ацетатної мембрани відповідно шириною 400 і 1000 мм. Для виготовлення цих елементів використовують установки, створені НДІХІММАШ [5, с. 278-280]. Технологічний процес включає три основні стадії підготовку матеріалів, намотування елемента і підрізування торців елемента. На стадії підготовки матеріалів ацетатну мембрану обробляють 70-80%-ним[c.180]
Для запобігання телескопічного ефекту (зсуву шарів у рулоні вздовж його осі), що виникає внаслідокрізниці тисків у торців мембранного елемента, в корпусі 7 апарату встановлюють фіксатори 6 (диски з отворами для проходу розчину, що розділяється).[c.394]
АПАРАТИ З РУЛОННИМИ МЕМБРАНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ[c.48]
Принципова схема влаштування апаратів з рулонними мембранними елементами наведена на рис. 15.3.3.1. У корпусі 7 послідовно встановлено кілька рулонних мембранних елементів. Рулонний мембранний елемент складається з трубки 1, що має прорізу дав проходу пермеату, і герметично приєднаного до неї пакета з двох мембран 2, розташованого між ними дренажного листа 3 і сітки-сепаратора 4, що утворює міжмембраїні канали. У процесі скручування пакета для герметичного поділу напірної порожнини і цoJЮ ти збору пермеату кромки дренажного листа просочують спеціальним клеєм.[c.394]
Найменшим осередком мембранного масообмінного пристрою є мембранний елемент, що складається з напбрного та дренажного каналів, розділених селективно-проникною перегородкою. Тип елемента визначається геометрією розділяючої поверхні (плоскі, рулонні, трубчасті, волоконні) і організацією руху потоків газу (прямо-і протиточні, з перехресним струмом, з рециклом суміші, що розділяється і т. д.). Напірний канал елемента плоского типу утворений селективно проникними стінками, орієнтованими горизонтально або вертикально. В елементах трубчастого типу напірний канал обмежений внутрішньою поверхнею однієї трубки або зовнішньою поверхнею кількох сусідніх трубок. Розділова перегородка зазвичай складається з власне мембрани, пористої підкладки та конструктивних деталей, що забезпечують механічну міцність та жорсткість. Масові потоки в мембрані та пористій підкладці орієнтовані понормалі до розділяючої поверхні.[c.10]
Якщо концентрації та тиску в напірному та дренажному каналах практично постійні (рис. 5.2), на практиці такий варіант реалізується при невеликих значеннях коефіцієнта поділу потоку (відношення мольних витрат пермеату та вихідного потоку), невисоких значеннях селективності до цільового компонента, для каналів, в яких довжина і ширина пропорційні, причому довжина невелика [1, 2]. Наприклад, при поділі повітря з отриманням як цільовий продукт збагаченого киснем потоку на модулях з плоскопарал яєльними і іноді - з рулонними мембранними елементами при поділі ізотопів водню, радіоактивних газів і т.д.[c.160]
У промислових установках часто використовують апарати із рулонними мембранними елементами. Кожен апарат складається з декількох стандартних рулонних модулів (число н.год може досягати 6), послідовно вставлених в сталевий кожух високого тиску. Основні типорозміри такого модуля діаметр 0,1 і 0,2 м довжина – 0,7 1,0 та 1,2 м поверхня мембран у модулі – від 10 до 30 м . Модуль складається з декількох мембранних елементів, кожен з яких, у свою чергу, являє собою дві склеєні з трьох сторін між собою мембрани, розділені пористим дренажним шаром, яким рухається пермеат. З четвертого боку мембранний елемент кріпиться до розташованої на осі апарату порожнистої перфорованої дренажної труби - колектору пермеату. Простір між модулями та внутрішньою стінкою кожуха заповнюють ізолюючим складом на основі клейових композицій або епоксидної смоли. Сумарна поверхня мембран в апараті може досягати 180 м, щільність упаковки - 800 м/м.[c.194]
Грейс Системс провела випробування напівпромислових установок з апаратами рулонного типу з очищеннягазу від СО2 та Н2 [44]. Діаметр мембранного елемента 0,203 м (про матеріал мембрани у літературі відомостей немає). Результати випробувань трьох установок, що експлуатуються на різних родовищах США, наведено в табл. 8.10. Всі установки забезпечені теплообмінниками для регулювання температури газу та фільтрами для очищення газів від бризок та парів. З таблиці видно, що очищений на мембранних установках газ (за винятком установ1Кн, що складається з одного елемента), цілком задовольняє вимог стандартів, що висуваються до продукційного газу.[c.295]
У табл. 11.15 наведено результати очищення природного газу на установках фірми Грейс системі. Застосування на установках від 6 до 36 елементів відповідають вимогам до продукційного газу. Ефективна робота рулонних мембранних елементів вимагає попереднього очищення газової суміші від пилу, золи, смол, крапель насичених водних пар, легкоконденсованих вуглеводнів і т. д.[c.673]
У рулонних апаратах мембранний елемент має вигляд пакета, три кромки якого герметизовані, а четверта кріпиться до перфорів. трубці для відведення фільтрату Пакет разом із сіткою-сепаратором накручується на цю трубку. Суміш, що розділяється, рухається в поздовжньому напрямку по міжмембранних каналах, фільтрат по дренажному матеріалу надходить у відвідну трубку. М. а. цього типу мають високу щільність упаковки мембран (300-800 mVm), але складніше у виготовленні, ніж плоскокамерні. Вони використ. в установках середньої та великої продуктивності для поділу рідких та газових сумішей.[c.321]
Розрізняють четьфе типу апаратів з рулонними мембранними елементами з рулонними мембранними елементами з декількома пакетами та однією пермеат-відвідною трубкою із спільно навитими рулонними мембранними елементами.елементами з рулонними мембранними елементами з кількома пермеатотводящими трубками з рулонними мембранними елементами, що мають канали для збору пермеату.[c.394]
В апаратах перших 1рех типів потоки розподіляються за схемою, наведеною на рис. 15.3.3.1. У мембранних елементах ашшратів четвертого типу пермеат рухається вздовж осі рулону.[c.394]
Дивитися сторінки, де згадується термінМембранні елементи рулонні :[c.564] [c.157] [c.176] [c.321] [c.93] [c.157] [c .417] Баромембранні процеси (1986) - [c.50, c.223, c.224]