RU2056913C1 - Membrane apparatus for gasses and liquids purification - Google Patents

Membrane apparatus for gasses and liquids purification Download PDF

Info

Publication number
RU2056913C1
RU2056913C1 RU9393038487A RU93038487A RU2056913C1 RU 2056913 C1 RU2056913 C1 RU 2056913C1 RU 9393038487 A RU9393038487 A RU 9393038487A RU 93038487 A RU93038487 A RU 93038487A RU 2056913 C1 RU2056913 C1 RU 2056913C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
funnel
housing
membrane elements
diameter
Prior art date
Application number
RU9393038487A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93038487A (en
Inventor
Н.С. Артемов
Э.И. Симаненков
В.Н. Артемов
В.П. Ильин
Original Assignee
Тамбовское акционерное общество "Комсомолец"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тамбовское акционерное общество "Комсомолец" filed Critical Тамбовское акционерное общество "Комсомолец"
Priority to RU9393038487A priority Critical patent/RU2056913C1/en
Publication of RU93038487A publication Critical patent/RU93038487A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2056913C1 publication Critical patent/RU2056913C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: gasses separation. SUBSTANCE: membrane apparatus has body linked with lid, in series mounted membrane members with hollow tightening bolts to remove permeate. Body has funnel, narrow part of which is connected with concentrate removing pipeline and is linked through flange with lower membrane member. Solution feeding pipeline communicates with cavity, that is formed between inner wall of body and outer surface of funnel. Guiding plates are mounted at an angle to axis of apparatus between butts of membrane members. In the case space between membrane members communicates with cavity, that is formed between inner wall of body and outer surface of funnel due to adjustable throttle device. As a version membrane apparatus is provided with stopping ring and made on body ring-type drilling, diameter of which is less than diameter of stopping ring, and solution feeding pipeline butt is made slant in place of its connection with body. EFFECT: increased reliability of membrane members operation and membrane apparatus maintains conditions. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для разделения жидких сред с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химический, пищевой и микробиологической промышленности, а также для очистки технологических сточных вод, обессоливания и концентрирования различных растворов. The invention relates to apparatus for separating liquid media using semipermeable membranes and can be used in the chemical, food and microbiological industries, as well as for the treatment of industrial wastewater, desalination and concentration of various solutions.

Известно устройство для обработки жидкости, содержащее подводящий трубопровод, пластинчатый модуль, работающий по принципу обратного осмоса, трубопроводы для концентрата и пермеата, и отличающееся тем, что в пластинчатом модуле расположены элементы завихрения, а в подводящем трубопроводе запорный орган для регулирования количества протекающей жидкости (заявка ФРГ N 3841594, кл. В 01 D 61/08, 1990). A device for treating a liquid is known, comprising a supply pipe, a plate module operating on the principle of reverse osmosis, pipelines for concentrate and permeate, and characterized in that swirl elements are located in the plate module, and a shut-off element in the supply pipe for controlling the amount of flowing liquid (application Germany N 3841594, class B 01 D 61/08, 1990).

Данное устройство характеризуется простотой конструкции, однако, такая конструкция недостаточно надежна из-за сложности достижения герметичности плоскопараллельного мембранного элемента и требует увеличения толщины и материалоемкости внешних пластин мембранного модуля, так как внутри создается рабочее давление, а с внешней стороны аппарат находится под атмосферным. This device is characterized by the simplicity of the design, however, this design is not reliable enough because of the difficulty in achieving the tightness of the plane-parallel membrane element and requires an increase in the thickness and material consumption of the outer plates of the membrane module, since the working pressure is created inside and the outside is atmospheric.

Наиболее близким к изобретению является аппарат для очистки газов и жидкостей методом обратного осмоса, содержащий корпус с крышкой, в которой выполнены каналы для подачи очищаемой среды и отвода концентрата и пермеата. Внутри корпуса установлены последовательно несколько плоскопараллельных мембранных элементов в виде заполненных мембранами прямоугольных коробов. Пермеат удаляется из аппарата по трубе, соединенной с мембранными элементами полыми стяжными болтами. Closest to the invention is an apparatus for the purification of gases and liquids by the reverse osmosis method, comprising a housing with a lid in which channels are made for supplying a cleaned medium and for removing concentrate and permeate. Inside the case, several plane-parallel membrane elements are installed in series in the form of rectangular boxes filled with membranes. Permeate is removed from the apparatus through a pipe connected to the membrane elements with hollow coupling bolts.

В данном устройстве очищаемая среда поступает через канал в крышке в зазор между корпусом и мембранными элементами, движется к противоположному концу корпуса, поворачивается здесь на 180о и через открытые торцы коробов проникает внутрь мембранных элементов, где очищается с помощью мембран.In this device, cleaning medium flows through the channel in the cover into the gap between the housing and the membrane elements, moves to the opposite end of the housing is rotated about 180 and through the open ends of the ducts penetrates the membrane elements, wherein purified by membranes.

Недостатком устройства является образующаяся при обтекании полых стяжных пермеатоотводящих болтов неравномерность скоростей потока обрабатываемой жидкости вдоль всей поверхности мембран, ведущая к образованию застойных зон и отложений на мембранах, достигающих 10-15% от общей поверхности мембран при возрастании скорости потока жидкости до рабочей. Устройство может работать только в горизонтальном положении для исключения захвата потоком взвешенных частиц, которые, оседая на мембранах, вызывают снижение их проницаемости. Это приводит к неэффективному использованию производственных площадей и неудобно при эксплуатации мембранного аппарата. При прекращении работы взвеси также оседают на мембранах. The disadvantage of this device is the non-uniformity of the flow rate of the processed fluid along the entire surface of the membranes, which is formed during the flow around hollow coupling permeate-discharge bolts, leading to the formation of stagnant zones and deposits on the membranes, reaching 10-15% of the total surface of the membranes with increasing fluid flow rate to the working one. The device can only work in a horizontal position to prevent capture by a stream of suspended particles, which, settling on the membranes, cause a decrease in their permeability. This leads to inefficient use of production facilities and is inconvenient when operating the membrane apparatus. Upon termination of work, the suspension also settles on the membranes.

Задача изобретения повышение надежности работы мембранных элементов и удобства обслуживания мембранного аппарата. The objective of the invention is to increase the reliability of the membrane elements and ease of maintenance of the membrane apparatus.

Это достигается тем, что в мембранном аппарате для очистки газов и жидкостей, содержащем корпус с крышкой и трубопроводами подачи раствора и отвода концентрата и пермеата, в котором последовательно установлены мембранные элементы с полыми стяжными болтами для отвода пермеата, аппарат снабжен воронкой, соединенной узкой частью с трубопроводом вывода концентрата и широкой частью через фланец с нижним мембранным элементом, при этом трубопровод подачи раствора сообщен с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки, и снабжен направляющими пластинами, установленными между торцами мембранных элементов под углом к оси аппарата, при этом пространство между мембранными элементами сообщено с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки посредством регулируемого дросселирующего устройства и снабжен стопорным кольцом, на корпусе выполнен выступ с кольцевой проточкой, диаметр которого меньше диаметра стопорного кольца, а торец трубопровода подачи раствора в месте соединения с корпусом выполнен скошенным. This is achieved by the fact that in a membrane apparatus for cleaning gases and liquids, comprising a housing with a lid and pipelines for supplying a solution and discharge of concentrate and permeate, in which membrane elements with hollow coupling bolts for removing permeate are installed in series, the apparatus is equipped with a funnel connected to a narrow part with a concentrate outlet pipeline and a wide part through a flange with a lower membrane element, while the solution supply pipeline is in communication with a cavity formed between the inner wall of the housing and the outer the top of the funnel, and is equipped with guide plates installed between the ends of the membrane elements at an angle to the axis of the apparatus, while the space between the membrane elements is communicated with a cavity formed between the inner wall of the housing and the outer surface of the funnel by means of an adjustable throttling device and is equipped with a locking ring, the housing is made a protrusion with an annular groove, the diameter of which is less than the diameter of the retaining ring, and the end of the solution supply pipe at the junction with the housing olnen beveled.

Оснащение мембранного аппарата воронкой, соединенной узкой частью с трубопроводом вывода концентрата и широкой частью через фланец с нижним мембранным элементом, и сообщение трубопровода подачи раствора с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки, позволяет дополнительно осадить взвешенные частицы из жидкости, подаваемой на мембранное разделение, что обеспечивает повышение надежности работы мембранных элементов за счет исключения образования отложений на мембранах. Equipping the membrane apparatus with a funnel connected by a narrow part to the concentrate outlet pipe and a wide part through a flange with the lower membrane element, and the solution supply pipe communicating with the cavity formed between the inner wall of the housing and the outer surface of the funnel, allows additionally to precipitate suspended particles from the liquid supplied to membrane separation, which improves the reliability of the membrane elements by eliminating the formation of deposits on the membranes.

Оснащение мембранного аппарата направляющими пластинами, установленными между торцами мембранных элементов под углом к оси аппарата, и сообщение пространства между мембранными элементами с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки, посредством регулируемого дросселирующего устройства обеспечивает выравнивание скоростей по всему сечению мембранных элементов, что повышает производительность последних за счет исключения застойных зон на участках мембран между стяжными болтами и достижение равенства скоростей в последовательно расположенных мембранных элементах, компенсирует уменьшение потока из-за отбираемого пермеата на втором и следующих за ним мембранных элементах путем подпитки потока из подающего трубопровода. Equipping the membrane apparatus with guide plates installed between the ends of the membrane elements at an angle to the axis of the apparatus, and communicating the space between the membrane elements with the cavity formed between the inner wall of the housing and the outer surface of the funnel, by means of an adjustable throttling device ensures speed equalization over the entire cross section of the membrane elements, which increases the productivity of the latter due to the exclusion of stagnant zones on the membrane sections between the coupling bolts and achieves equality of velocity in sequential membrane elements compensates the decrease in the flux due to bleed on the second permeate, followed by the membrane elements, by feeding the flow from the flow line.

Оснащение мембранного аппарата стопорным кольцом и выполнение на корпусе выступа с кольцевой проточкой, диаметр которого меньше диаметра стопорного кольца, обеспечивает снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления затвора, соединяющего корпус с крышкой и удобство его обслуживания. Equipping the membrane apparatus with a retaining ring and performing a protrusion with an annular groove on the housing, the diameter of which is less than the diameter of the retaining ring, reduces the material consumption and laboriousness of manufacturing the shutter connecting the housing to the cover and ease of maintenance.

Выполнение торца трубопровода подачи раствора в месте соединения с корпусом скошенным вызывает закрутку потока за счет взаимодействия с внешней поверхностью воронки по касательной, что обеспечивает более эффективное отделение взвешенных частиц за счет действия центробежных сил. Это повышает эффективность и надежность работы мембранного аппарата. The execution of the end of the solution supply pipeline at the junction with the beveled body causes a flow swirl due to tangential interaction with the outer surface of the funnel, which ensures more efficient separation of suspended particles due to the action of centrifugal forces. This increases the efficiency and reliability of the membrane apparatus.

На фиг. 1 показан аппарат, продольный разрез; на фиг.2 то же, вариант изготовления аппарата; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2. In FIG. 1 shows an apparatus, a longitudinal section; figure 2 is the same, an embodiment of the apparatus; figure 3 section aa in figure 2.

Аппарат состоит из корпуса 1, соединенного с крышкой 2 и снабженного трубопроводом 3 подачи очищаемой среды и трубопроводом 4 отвода концентрата, в котором установлены последовательно мембранные элементы 5 в виде заполненных мембранами прямоугольных коробов, например, типа МПФ-7,5 с полыми стяжными болтами для отвода пермеата, соединенными с трубопроводами 6. В корпусе 1 установлена воронка 7, нижней частью подсоединенная к отводящему концентрат трубопроводу 4, а верхней к фланцу 8, соединенному с нижним мембранным элементом 5. Трубопровод 3 подачи раствора выполнен со скошенным торцом 9. Между торцами мембранных элементов 5 установлены направляющие пластины 10, развернутые под углом к оси аппарата по ходу жидкости, пространство между торцами мембранных элементов 5 сообщается с полостью, заключенной между крышкой аппарата 2 и мембранными элементами, посредством дросселя в виде регулирующего вентиля 11. Крышка 2 снабжена выступом 12 с диаметром, меньшим диаметра стопорного кольца 13, установленного в расточке корпуса 1 и снабжена уплотнительным кольцом 14. The apparatus consists of a housing 1 connected to a cover 2 and provided with a pipe 3 for supplying a cleaned medium and a pipe 4 for discharge of concentrate, in which the membrane elements 5 are installed in series in the form of rectangular boxes filled with membranes, for example, type MPF-7.5 with hollow coupling bolts for the permeate outlet connected to pipelines 6. A funnel 7 is installed in the housing 1, the bottom part is connected to the piping discharge 4, and the top to the flange 8, connected to the lower membrane element 5. The pipe 3 The solution is made with a beveled end 9. Between the ends of the membrane elements 5, guide plates 10 are installed, which are turned at an angle to the axis of the apparatus along the liquid, the space between the ends of the membrane elements 5 communicates with the cavity enclosed between the cover of the apparatus 2 and the membrane elements, by means of a throttle the form of a control valve 11. The cover 2 is provided with a protrusion 12 with a diameter smaller than the diameter of the retaining ring 13 installed in the bore of the housing 1 and is equipped with a sealing ring 14.

Мембранный аппарат работает следующим образом. Membrane apparatus operates as follows.

После установки в корпусе 1 мембранного элемента 5 крышка 2 устанавливается в корпусе 1, после чего устанавливается стопорное кольцо 13. Через трубопровод 3 в аппарат подается очищаемая жидкость, при этом в полости аппарата создается избыточное давление благодаря уплотнению 14, которое вытесняет крышку 2 из расточки корпуса 1 до тех пор, пока выступ 12 не войдет до упора в кольцо 13. Поступающая по трубопроводу 3 очищаемая жидкость, выходя из скошенного торца 9, отражается от внешней поверхности конуса 7, что вызывает закручивание потока, благодаря чему из потока под действием центробежных сил взвешенные частицы отбрасываются к стенке крышки 2 и опускаются в нижнюю часть корпуса 1. Поток очищаемой жидкости омывает с внешней стороны мембранные элементы 5, отражается от верхнего торца крышки 2 и через мембранные элементы 5 и фланец 8 поступает в патрубок отвода концентрата 4. При этом очищенная жидкость через полые стяжные болты мембранных элементов 5 и трубопроводы 6 выводится из аппарата. При протекании в мембранном элементе раствор оттесняется к периферии центральными полыми стяжными болтами, поэтому на выходе из мембранного элемента скорость потока в центре уменьшается по сравнению со скоростью по краям, что компенсируется воздействием на поток пластин 10. Падение расхода жидкости в последующих мембранных элементах компенсируется подачей жидкости в пространство между мембранными элементами через вентиль 11. After installing the membrane element 5 in the housing 1, the cover 2 is installed in the housing 1, after which the retaining ring 13 is installed. The liquid to be cleaned is supplied through the pipeline 3, and an excess pressure is created in the cavity of the device due to the seal 14, which displaces the cover 2 from the housing bore 1 until the protrusion 12 is fully inserted into the ring 13. The cleaned liquid coming in through the pipe 3, leaving the beveled end 9, is reflected from the outer surface of the cone 7, which causes the flow to swirl, thanks to whereby, under the action of centrifugal forces, suspended particles are discarded to the wall of the cover 2 and lowered into the lower part of the housing 1. The flow of the liquid being cleaned is washed from the outside of the membrane elements 5, reflected from the upper end of the cover 2 and through the membrane elements 5 and the flange 8 enters the pipe the discharge of the concentrate 4. In this case, the purified liquid through the hollow coupling bolts of the membrane elements 5 and pipelines 6 is removed from the apparatus. When flowing in the membrane element, the solution is pushed to the periphery by central hollow coupling bolts, therefore, at the outlet of the membrane element, the flow rate in the center decreases compared to the velocity along the edges, which is compensated by the impact on the flow of plates 10. The drop in fluid flow in subsequent membrane elements is compensated by the fluid supply into the space between the membrane elements through the valve 11.

Предлагаемый аппарат обеспечивает повышение надежности за счет исключения разборки подводящих и отводящих трубопроводов высокого давления и равномерности потока через мембранные элементы, а также обеспечивает удобство обслуживания. The proposed apparatus provides increased reliability by eliminating the disassembly of the inlet and outlet high pressure pipelines and the uniformity of flow through the membrane elements, and also provides ease of maintenance.

Claims (4)

1. МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ, содержащий корпус с крышкой и трубопроводами подачи раствора и отвода концентрата и пермеата, в котором последовательно установлены мембранные элементы с полыми стяжными болтами для отвода пермеата, отличающийся тем, что снабжен воронкой, соединенной узкой частью с трубопроводом вывода концентрата и широкой частью через фланец с нижним мембранным элементом, при этом трубопровод подачи раствора соединен с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки. 1. MEMBRANE APPARATUS FOR CLEANING GASES AND LIQUIDS, comprising a housing with a lid and pipelines for supplying a solution and discharge of concentrate and permeate, in which membrane elements with hollow coupling bolts for removing permeate are installed in series, characterized in that it is equipped with a funnel connected by a narrow part to the pipeline the output of the concentrate and the wide part through the flange with the lower membrane element, while the pipeline for supplying the solution is connected to the cavity formed between the inner wall of the housing and the outer surface funnel. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что снабжен направляющими пластинами, установленными между торцами мембранных элементов под углом к оси аппарата, при этом пространство между мембранными элементами соединено с полостью, образованной между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью воронки посредством регулируемого дросселирующего устройства. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with guide plates mounted between the ends of the membrane elements at an angle to the axis of the apparatus, while the space between the membrane elements is connected to the cavity formed between the inner wall of the housing and the outer surface of the funnel by means of an adjustable throttling device . 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что снабжен стопорным кольцом, а на корпусе выполнен выступ с кольцевой проточкой, диаметр которой меньшей диаметра стопорного кольца. 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with a retaining ring, and on the housing there is a protrusion with an annular groove, the diameter of which is smaller than the diameter of the retaining ring. 4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что торец трубопровода подачи раствора в месте соединения с корпусом выполнен скошенным. 4. The apparatus according to claim 1, characterized in that the end of the solution supply pipeline at the junction with the body is made beveled.
RU9393038487A 1993-07-27 1993-07-27 Membrane apparatus for gasses and liquids purification RU2056913C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393038487A RU2056913C1 (en) 1993-07-27 1993-07-27 Membrane apparatus for gasses and liquids purification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393038487A RU2056913C1 (en) 1993-07-27 1993-07-27 Membrane apparatus for gasses and liquids purification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93038487A RU93038487A (en) 1995-04-30
RU2056913C1 true RU2056913C1 (en) 1996-03-27

Family

ID=20145712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393038487A RU2056913C1 (en) 1993-07-27 1993-07-27 Membrane apparatus for gasses and liquids purification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2056913C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487085C2 (en) * 2007-10-15 2013-07-10 Налко Компани Method of increasing flow of water from settling tank of process of treating tar sands through membrane separation and water treatment system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка ФРГ N 3317517, кл. B 01D 13/00, 1985. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487085C2 (en) * 2007-10-15 2013-07-10 Налко Компани Method of increasing flow of water from settling tank of process of treating tar sands through membrane separation and water treatment system
RU2487085C9 (en) * 2007-10-15 2013-09-27 Налко Компани Method of increasing flow of water from settling tank of process of treating tar sands through membrane separation and water treatment system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4645601A (en) Quick change reverse osmosis assembly
KR101513250B1 (en) Central baffle, pressurized hollow fiber membrane module having the same and cleaning method thereof
KR100333779B1 (en) Device for separating liquid medium containing foreign matter
JPH11267476A (en) Separator for separating fluidized medium mixed with foreign matter
WO2004069391A1 (en) Hollow fiber membrane module and module arrangement group thereof
JP3094407B2 (en) Concentrator using hollow fiber membrane
CN209890415U (en) Novel ceramic membrane filtration method water treatment system
US7727394B2 (en) System and method of fluid filtration utilizing cross-flow currents
US20080257824A1 (en) Method and Apparatus for Water Purification and Regeneration of Micro-filtration Tubules
RU2056913C1 (en) Membrane apparatus for gasses and liquids purification
KR20130076178A (en) Lower water collecting assembly of pressured membrane module water-purifying apparatus
US20100219130A1 (en) System and Method of Fluid Filtration Utilizing Cross-Flow Currents
CN107626132B (en) High-performance backwashing device of bundle tube type filter
CN204637788U (en) Microporous medium purging system
CN208799970U (en) A kind of monoammonium phosphate purification processes device
AU2005311248B2 (en) Filtering system for water and waste water
RU2004304C1 (en) Gear for purification of drinkable water
CN219463029U (en) Dynamic stable mud discharging device for multi-tube membrane system
CN214598287U (en) Water treatment ultrafiltration membrane filter equipment
CN202224072U (en) High-efficiency self-cleaning jet flow membrane device
RU2188700C1 (en) Method of fluids purification and device for method embodiment
RU2072247C1 (en) Self-cleaning cartridge filter
CN210150771U (en) Internal and external pressure integrated ultrafiltration device
CN209188524U (en) A kind of hyperfiltration membrane assembly of porous water inlet pipe
CN208288249U (en) A kind of waste lubricating oil purification system