PL155966B1 - Ultrafiltration apparatus - Google Patents

Abstract

Urządzenie do ultrafiltracji wyposażone w zbiornik surowca, zawierające co najmniej dwa stopnie zagęszczania, przy czym każdy stopień stanowi obwód złożony z zespołu membran, zaworu regulacyjnego, miernika oraz pompy, znamienny tym, że przewód wyjściowy z ostatniego stopnia zespołu membran wyposażony jest w czujnik pomiarowy (14) gęstości cieczy i automatyczny zawór regulacyjny (15), zaś przewód tłoczny pompy (2) zainstalowanej przy zbiorniku surowca (1) połączony jest dodatkowo ze zbiornikiem surowca przewodem z umieszczonym na nim zaworem przelewowym (11), natomiast każdy przewód wyjściowy z zespołu membran połączony jest równolegle dwoma przewodami ze zbiornikiem surowca (1), przy czym w jednym przewodzie umieszczony jest zawór zwrotny (18, 20), zaś w drugim przewodzie umieszczony jest zawór stabilizacyjny (19,21).Ultrafiltration device equipped with a raw material tank, containing at least two degrees of compaction, each step being a circuit composed of an assembly of membranes, a valve control, meter and pump, characterized that the output wire from the last stage of the diaphragm assembly is equipped with a sensor (14) liquid density and automatic valve the control unit (15) and the pump discharge line (2) installed at the raw material tank (1) connected it is additionally with a raw material tank a pipe with an overflow valve placed on it (11) and each output wire from the membrane assembly is connected in parallel two lines with the raw material tank (1), where it is located in one pipe there is a check valve (18, 20) and a second line a stabilizing valve (19,21) is placed.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ultrafiltracji.The subject of the invention is an ultrafiltration device.

Znane jest urządzenie do ultrafiltracji z polskiego opisu patentowego nr 151 768. Posiada ono pompę tłoczącą surowiec do zespołu membran, w którym odbywa się filtracja. Przesącz spływa do zbiornika a zagęszczony surowiec ponownie przechodzi do pompy i wraz z uzupełnionym surowcem ponownie tłoczony jest do zespołu membran.An ultrafiltration device is known from the Polish patent description No. 151 768. It has a pump forcing the raw material to the membrane assembly in which the filtration takes place. The filtrate flows into the tank and the concentrated raw material goes back to the pump and together with the supplemented raw material is again pumped to the membrane assembly.

Surowiec w postaci płynu przepływa wielokrotnie pod ciśnieniem w kierunku stycznym do powierzchni membran. W wyniku różnicy ciśnień oraz przepływu przez półprzepuszczalne ścianki membrany następuje frakcjonowanie surowca. Proces ten charakteryzuje się tym, że rozpuszczalnik i niektóre składniki niskomolekularne zdolne są do przejścia przez membranę zaś pozostałe są zatrzymane co powoduje wzrost ich stężenia w koncentracie. Dla uzyskania optymalnych parametrów procesu konieczna jest zmiana wysokości ciśnienia zagęszczonego surowca nad membranami oraz zmiana szybkości przepływu surowca w kierunku stycznym do powierzchni membran.The raw material in the form of a fluid flows repeatedly under pressure in a direction tangential to the surface of the membranes. As a result of the pressure difference and the flow through the semi-permeable membrane walls, the raw material is fractionated. This process is characterized by the fact that the solvent and some low-molecular components are able to pass through the membrane, while the rest are retained, which increases their concentration in the concentrate. To obtain optimal process parameters, it is necessary to change the height of the concentrated raw material pressure above the membranes and to change the raw material flow rate in the direction tangential to the membrane surface.

W znanym urządzeniu zagęszczony surowiec krąży wielokrotnie nad membranami przez otwarty zbiornik aż do osiągnięcia wymaganego stopnia zagęszczenia. Zmiana ciśnienia surowca nad membranami uzyskiwana jest przez dławienie strumienia surowca zaworem regulacyjnym umieszczonym za zespołem membran. Zmianę szybkości przepływu surowca w kierunku stycznym do powierzchni membran uzyskuje się przez rozdzielenie strumienia cieczy wychodzącej z pompy na strumień przepływający nad zespołem membran i strumień zawracany do zbiornika. Taki sposób regulacji tych parametrów nie pozwala na niezależną regulację ciśnienia roboczego nad memebranami od regulacji szybkości surowca w kierunku stycznym do powierzchni membran. W instalacji po każdym cyklu przejścia surowca nad membranami następuje dekompresja surowca w otwartym zbiorniku. Powoduje to konieczność ponownego doprowadzenia surowca do założonego ciśnienia i pociąga znaczne straty energetyczne.In the known device, the concentrated raw material is circulated repeatedly over the membranes through an open container until the required degree of concentration is achieved. The change of the feed pressure above the membranes is achieved by throttling the feed stream with a control valve located downstream of the membrane assembly. Changing the feed flow rate tangential to the surface of the membranes is achieved by separating the liquid stream exiting the pump into a stream flowing over the membrane assembly and a stream returned to the reservoir. Such a method of adjusting these parameters does not allow for an independent adjustment of the working pressure above the membranes from the raw material velocity adjustment in the direction tangential to the membrane surface. In the installation, after each cycle of the passage of the raw material over the membranes, the raw material is decompressed in an open tank. This causes the necessity to bring the raw material back to the assumed pressure and causes significant energy losses.

Urządzenie według wynalazku posiada otwarty zbiornik surowca, który połączony jest z pompą. Przewód tłoczny tej pompy połączony jest z zespołem membran pierwszego i drugiego stopnia poprzez zawór zwrotny, pompę i miernik pomiarowy. Przewody wyjściowe z obu zespołów membran zaopatrzone są w zawory regulacyjne, a następnie połączone ze zbiornikiem koncentratu. Natomiast wypływy odcieku z pierwszego i drugiego stopnia zespołu membran połączone są przewodami ze zbiornikiem odcieku.The device according to the invention has an open raw material container connected to the pump. The discharge line of this pump is connected to the first and second stage diaphragm assembly via a check valve, pump and gauge. The output lines from both diaphragm assemblies are fitted with control valves and then connected to the concentrate tank. In contrast, the effluent outflows from the first and second stage of the membrane assembly are connected by conduits to the leachate tank.

Urządzenie charakteryzuje się tym, że na przewodzie wyjściowym z ostatniego stopnia zespołu membran usytuowany jest czujnik pomiarowy z automatycznym zaworem regulacyjnym. Natomiast każdy przewód wyjściowy z zespołu membran połączony jest równolegle dwoma przewodami ze zbiornikiem surowca, przy czym w jednym przewodzie umieszczony jest zawór zwrotny, zaś w drugim przewodzie umieszczony jest zawór stabilizacyjny. Ponadto przewód tłoczony pompyThe device is characterized in that a measuring sensor with an automatic control valve is located on the outlet line from the last stage of the membrane assembly. On the other hand, each outlet conduit from the membrane assembly is connected in parallel with the raw material tank by two conduits, with a non-return valve in one conduit and a stabilizing valve in the other conduit. In addition, pump discharge line

155 966 3 zbiornika surowca połączony jest dodatkowo ze zbiornikiem surowca przewodem, w którym umieszczony jest zawór przelewowy.The material tank is additionally connected to the material tank by a conduit in which an overflow valve is located.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia urządzenie do ultrafiltracji w układzie schematycznym. Urządzenie składa się ze zbiornika 1 z surowcem, który połączony jest z pompą 2, a przewód tłoczony tej pompy połączony jest z zespołem membran 3 pierwszego stopnia i zespołem membran 4 drugiego stopnia. Dodatkowo przewód tłoczny pompy 2 połączony jest z przewodem ssącym pompy 5 pierwszego stopnia i 6 drugiego stopnia, których przewody tłoczne połączone są odpowiednio poprzez miernik pierwszego stopnia 7 i drugiego stopnia 8 oraz zawór regulacyjny pierwszego stopnia 9 i drugiego stopnia 10 z zespołem membran pierwszego stopnia 3 i drugiego stopnia 4. Przewód tłoczny pompy 2 połączony jest również ze zbiornikiem 1 przewodem z umieszczonym na nim zaworem przelewowym 11. Natomiast w przewodzie pomiędzy pompą 2 i 5 umieszczony jest zawór zwrotny 12, zaś pomiędzy pompą 5 i 6 umieszczony jest zawór zwrotny 13. Ponadto na przewodzie wyjściowym z drugiego stopnia zespołu membran zainstalowany jest czujnik pomiarowy 14 z automatycznym zaworem regulacyjnym 15 i zbiornikiem koncentratu 16. Wypływ odcieku z pierwszego i drugiego stopnia zespołu membran połączony jest przewodem ze zbiornikiem odcieku 17. Na przewodzie wyjściowym z pierwszego stopnia zespołu membran umieszczony jest zawór zwrotny 18 i zawór stabilizacyjny 19, zaś na przewodzie drugiego stopnia zespołu membran umieszczony jest zawór zwrotny 20 i zawór stabilizacyjny 21.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing which shows the ultrafiltration device in a schematic arrangement. The device consists of a raw material tank 1 which is connected to the pump 2, and the discharge line of this pump is connected to the first stage diaphragm assembly 3 and the second stage diaphragm assembly 4. In addition, the discharge line of the pump 2 is connected to the suction line of the first stage and 6 second stage pump, the discharge lines of which are connected, respectively, through a gauge of the first stage 7 and the second stage 8 and the control valve of the first stage 9 and second stage 10 with the first stage 3 diaphragm assembly 3. and second stage 4. The discharge line of the pump 2 is also connected to the tank 1 by a line with an overflow valve 11 located thereon. On the other hand, in the line between pumps 2 and 5 there is a check valve 12, and between pumps 5 and 6 there is a check valve 13. In addition, a sensor 14 with an automatic control valve 15 and a concentrate tank 16 is installed on the outlet line from the second stage of the membrane assembly. The effluent from the first and second stage of the membrane assembly is connected to the effluent tank 17. On the outlet conduit from the first stage of the membrane assembly there is a check valve 18 and a stabilizing valve 19, and a check valve 20 and a stabilizing valve 21 are disposed in the second stage line of the diaphragm assembly.

Proces ultrafiltracji w urządzeniu według wynalazku przebiega w ten sposób, że surowiec doprowadzany jest do zbiornika 1 skąd pompą 2 jest tłoczony do zespołu membran 3 i 4. Wielkość ciśnienia wspomagana jest w obwodzie pierwszego stopnia pompą 5 i w obwodzie drugiego stopnia pompą 6. Płyn surowcowy przepływa kilkakrotnie w jednym i w drugim stopniu, którego część przepływa przez membrany umieszczone w zespołach 3 i 4 i jako odciek wpływa do zbiornika 17 natomiast nieprzepuszczalna część płynu zagęszcza się aż do określonego stopnia. Dopiero odpowiedniej gęstości koncentrat może przepłynąć przez automatyczny zawór regulacyjny 15 sterowany czujnikiem pomiarowym 14.The ultrafiltration process in the device according to the invention takes place in such a way that the raw material is fed to the tank 1, from where it is pumped 2 to the membrane assembly 3 and 4. The pressure is supported in the first stage circuit by pump 5 and in the second stage circuit by pump 6. The raw material flows through several times to one and the other stage, part of which flows through the membranes placed in units 3 and 4 and flows as a drain into the tank 17, while the impermeable part of the fluid is thickened to a certain degree. Only an appropriate density of the concentrate can flow through the automatic control valve 15 controlled by the measuring sensor 14.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 3000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 3,000

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim Urządzenie do ultrafiltracji wyposażone w zbiornik surowca, zawierające co najmniej dwa stopnie zagęszczania, przy czym każdy stopień stanowi obwód złożony z zespołu membran, zaworu regulacyjnego, miernika oraz pompy, znamienny tym, że przewód wyjściowy z ostatniego stopnia zespołu membran wyposażony jest w czujnik pomiarowy (14) gęstości cieczy i automatyczny zawór regulacyjny (15), zaś przewód tłoczny pompy (2) zainstalowanej przy zbiorniku surowca (1) połączony jest dodatkowo ze zbiornikiem surowca przewodem z umieszczonym na nim zaworem przelewowym (11), natomiast każdy przewód wyjściowy z zespołu membran połączony jest równolegle dwoma przewodami ze zbiornikiem surowca (1), przy czym w jednym przewodzie umieszczony jest zawór zwrotny (18, 20), zaś w drugim przewodzie umieszczony jest zawór stabilizacyjny (19, 21).Ultrafiltration device equipped with a raw material tank, containing at least two stages of thickening, each stage being a circuit composed of a membrane unit, a control valve, a meter and a pump, characterized in that the output conduit from the last stage of the membrane unit is equipped with a measuring sensor ( 14) of the liquid density and an automatic control valve (15), while the discharge line of the pump (2) installed at the raw material tank (1) is additionally connected to the raw material tank by a line with an overflow valve (11) placed on it, while each outlet line from the membrane assembly it is connected in parallel with two lines to the raw material tank (1), one line has a check valve (18, 20), and the other line has a stabilizing valve (19, 21).