Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 131
Текст из файла (страница 131)
В зависимости от конструкции аппаратов и схемы установок аппараты могут работать как в режиме идеального вытеснения, так и в режиме идеального перемешивания. Для осуществления процесса микрофильтрации чаще применяют аппараты с плоскими и трубчатыми мембранными элементами, а также патронные аппараты, работающие по «тупиковому» принципу. 2.7.1.
Анпаратм с илоскими мембранными элементами Основой этих аппаратов является мембранный элемент, состоящий из плоских (листовых) мембран, уложенных по обе стороны плоского пористого материала— дренажа, либо приготовленных не.посредственно на их поверхности.
Расстояние между соседними мембранными элементами (межмембранное пространство — канал, по которому протекает исходный раствор) невелико и составляет 0,5— 5 мм. Разделяемый раствор последовательно проходит между всеми мембранными элементами, концентрируется и удаляется из аппарата. Часть этого раствора, прошедшая через мембрану в дренаж, образует пермеат (фильтрат). Аппараты с плоскими мембранными элементами выпускают в различных модификациях: корпусными и бескорпусными, с центральным и периферийным выводом пермеата, с общим отводом пермеата либо отдельно из каждого элемента. По форме мембранные элементы изготовляют круглыми (эллиптическими) и прямоугольными (квадратными).
Форма элементов существенно влияет на организацию потока разделяемого раствора над поверхностью мембран и на характеристики процесса разделения. Схема одного из аппаратов с плоскими мембранными элементами эллиптической формы (выпускается фирмой «ДДС», Данин) и распределение потоков в нем изображены на рис. 2.116. Аппарат представляет собой пакет мембранных элементов 1 эллиптической формы, 675 Глава 2. Оборудование для 4изико-хииичееких методов очистки 8 У 10 Рис. 2.11б. Схема устройства и распределения потоков в аппарате фирмы «ДДС»: 1 — мембранный элемент; 2 — флансц; 3 — направляющая штанга; 4 — опорная пластина; 5— мембрана; б — проточное кольцо; 7 — замковое кольцо; 8 — заглушка; 9 — шланг; 10— коллектор пермеата б76 находящийся между круглыми фланцами 2 Их соосность обеспечивается двумя направляющими штангами 3, На свободные концы штанг навинчиваются гайки, затягиванием которых осуществляется опрессовка аппарата.
Мембранные элементы состоят из опорных пластин 4, по обеим сторонам которых уложены мембраны 5. Отверстия в опорных пластинах и мембранах точно совмещаются и герметизируются двумя защелкивающимися кольцами: проточным 6 со стороны входа разделяемого раствора в переточное отверстие и замковым 7 со стороны выхода из него. Для подачи разделяемого раствора из переточного отверстия в межмембранный канал и отвода его в другое переточное отверстие в проточных кольцах имеются прорези в радиальном направлении. Про- точное кольцо плотно входит в гнездо, окружающее отверстие„чем достигается соосность всех совмещаемых отверстий и надежная герметизация переточных отверстий по узким кромкам мембран, расположенным между кольцами 6 и 7. Для распределения разделяемого раствора по секциям одно из переточных отверстий на соответствующих мембранных элементах перекрывают заглушкой 8.
Пермеат отбирают отдельно из каждого мембранного элемента по гибким капиллярным шлангам 9 с последующим выводом в общий коллектор 10. Конструкция опорной пластины этого аппарата (рис. 2.117) весьма сложная.' два склеенных пластмассовых диска имеют разветвленную сеть внутренних каналов разного сечения для сбора пермеата. Вдоль кромки пластины расположен зам- Часн<ь И1. Основное оборудование 'для очистки с<ночных вод Рис. 2.! 17. Опорная пластина аппарата Фирмы «ДДСк 1, 2, 3 — соответственно кольцевой, радиальный и диагональ«ый каналы; 4а — внутренняя полость; 4б — и<ель; 5 — кольцевой выступ; 6 — ребро; 7 — переточное отверстие; 8 — л<смбрана б77 кнутый с большим поперечным сечением кольцевой канал 1, предназначенный для сбора пермсата, поступающего из мембранного элемента по другим каналам, самые крупные из которых 2 расходятся лучами из центра опорной пластины.
С кольцевым каналом 1 соединяются также расположенные параллельно друг другу каналы 3 меньшего поперечного сечения. Они имеют многочисленные поперечные полости 4а, которые сообщаются с поверхностью дисков посредством щелей 46. Эти щели настолько узки, что при рабочем давлении гарантируется целостность мембраны без применения каких-либо подложек. Малое сопротивление потоку пермеата при использовании даже высокопроницаемых мембран обеспе- чивается большим количеством щелей 4б.
Высота межмембрапного канала Л (в этих аппаратах она равна 0,7 мм) определяется высотой выступов вдоль кромок соседних опорных пластин, по которым одновременно уплотняется пакет мембранных элементов. Для уменьшения усилий обжатия пакета на одной из поверхностеи* мембранных элементов предусмотрены кольцевые выступы 5. Строгая фиксация заданной высоты каналов над всей поверхностью мембранных элементов осуществляется ребрами 6, расположенными в направлении от одного переточного отверстия 7к другому.
Высота этих выступов в направлении к переточным отверстиям постепенно сходит на нет. Мембраны 8, достигающие Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки горцов элементов, при рабочем давпении облегают поверхность опорных пластин. При этом между мем-. бранами соседних элементов образуются каналы для протекания разделяемого раствора.
Аппараты фирмы «ДДС» пред- ' назначены для работы при давлении до 2 МПа с растворами, имеющими рН = 0 — 14 и температуру до 100 'С. Они могут быть использованы в химической и других отраслях промышленности (молочной, пищевой, фармацевтической, целлюлозно-бумаж- ной и т.д.). В зависимости от числа мембранных элементов поверхность мембран в одном аппарате составляет 4,5; 9; 18; 27 и 42 м'. Для создания установок большой производительности аппараты объединяют в группы с параллельно-последовательным распределением потоков разделяемого раствора между ними. Фирмой «Дорр-Оливера (США) разработан и выпускается плоскокамерный аппарат, в котором отсутствуют не только переточные отверстия, но и разделительные прокладки. Принцип блочной сборки и замены мембранных элементов значительно упрощает монтаж аппаратов. Аппарат (рис.
2.118) состоит из корпуса прямоугольного сечения, закрываемого крышкой 2, в которой кре- пятся секции (пакеты) мембранных элементов, состоящих из дренажных пластин 4, одной стороной закрепленных в несущей плите 3, и приготовленной на их поверхности полупроницаемой мембраны, Мембрану отливают непосредственно на дренажных пластинах 4, опуская собранную секцию в раствор полимера с веществами, образующими мембрану. Пермеат под мембраной по дре- 678 нажным пластинам проходит сквозь несущую плиту и собирается над ней, а затем по системе малых каналов поступает в общий коллектор 5. Аппараты легко собираются в батарею, в которой можно создать как последовательный, так и параллельный ток разделяемого раствора.
По выходе из строя мембрану растворяют и очищенные секции используют для нанесения новой мембраны. В этих аппаратах процесс разделения может проводиться при высоких скоростях раствора (до 3 м/с), что позволяет существенно снизить влияние концентрационной поляризации. 2.7.2. Аппараты с трубчатыми мембранными элементами Устройство аппаратов этого типа (рис. 2.119) определяется конструкцией комплек".-ощих их мембранных элементов. Трубчатый мембранный элемент состоит из мембраны и дренажного каркаса.
Дренажный каркас изготовляют из трубки 1, являющейся опорой для мембранного элемента и обеспечивающей отвод пермеата, и микропористой Рис. 2.118. Аппарат Фирмы Дорр-Оливер»: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — иссушая плита; 4 — дренажные пластины; з — коллектор для сбора и отвода пермеата Часть И1.
Основное оборудование длл очистки сточных вод о о Ц~ ермеот О ~З4 Фильтр Фильтр Рис. 2.119. Трубчатые мембранные элементы: а — с мембранами внутри трубки; б — с мембранами снаружи трубки; в — комбинированная конструкция; 1 — трубка; 2 — мембрана; 3 — подложка; 4 — корпус 679 подложки 3, исключающей вдавливание мембраны 2 в дренажные каналы трубки под воздействием рабочего давления разделяемой смеси. Различают трубчатые мембранные элементы с мембраной 2 внугри (рис. 2.119, а), снаружи (рис. 2.119, б) трубки с комбинированным (рис. 2.119, в) ее расположением. Из аппаратов с трубчатыми мембранными элементами наибольшее применение получили аппараты с мембраной внутри трубки.
Сравнительно короткий срок службы трубчатых мембранных элементов определяет главные требования, предъявляемые к аппаратам,— легкость замены мембранных элементов и надежная их герметизация. Эга задача решается использованием разъемных соединительных деталей и созданием трубчатых мембранных элементов в виде легко заменяемых блоков. Схема аппаратов с использованием уплотпительных колец для герметизации трубчатых мембранных элементов Фирмы «Рамикон» (США) показана на рис. 2.120). В двух трубных плитах 2 аппарата закреплено несколько корпусов 5, сообщающихся между собой посредством каналов 8.
В каждом корпусе установлено по блоку трубчатых мембранных элементов 4, имеющему на торцевом фланце 7 уплотнитсльное кольцо 6, разделяющее напорную полость и полость сбора пермеата. Монтажные отверстия 9 в трубных плитах 2 закрывают заглушками 1 с герметизацией их уплотнительными кольцами 10, Для уплотнения трубчатых мембранных элементов в блоках 4 используют ниппели или упругие втулки. В аппаратах осуществляется последовательное движение разделяемого раствора по всем корпусам аппарата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
