ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Апарати з порожнистими волокнами (ЛЕКЦІЯ 13)

Ці апарати знайшли широке застосування для розділення розчинів зворотним осмосом і ультрафільтрацією. Мембрани у вигляді порожнистих волокон для зворотного осмосу зазвичай мають зовнішній діаметр 45-200 мкм і товщину стінки 10-50 мкм, а для ультрафільтрації відповідно 200-1000 і 50-200 мкм. При таких розмірах забезпечується необхідна міцність волокон під дією робочого тиску, використовуваного при рідкофазному мембранному розділенні (до 10 МПа) або розділенні газів.

Апарати з порожнистими волокнами прості за побудовою, технологічні у виготовленні; вони легко збираються і зручні в експлуатації. У цих апаратах унаслідок малих діаметрів волокон забезпечується дуже висока питома поверхня мембран - до 20-30 тис. м²/м³. Тому вони знайшли широке застосування у великотоннажних хімічних виробництвах, у виробництві особливо чистої води, в харчовій промисловості, при очищенні і розділенні газів і так далі. Проте при експлуатації цих апаратів заявляють підвищені вимоги до попереднього очищення сумішей, що розділяються, від суспензій. У разі виходу з ладу частини порожнистих волокон доводиться замінювати весь пучок волокон.

Апарати з порожнистими волокнами можна розділити на наступні групи: з паралельним розташуванням порожнистих волокон, з циліндровими мембранними елементами, з U-подібним розташуванням порожнистих волокон.

Апарати з порожнистими волокнами можуть бути як безопорними, так і з опорно-розподільними трубками. Безопорні апарати простіші за побудовою, але гідродинамічні умови в них і розподіл суміші, що розділяється, по перетину і довжині апарату гірші, ніж в апаратах з опорно-розподільними трубками. Для поліпшення гідродинамічних умов в апаратах застосовують різні розподільні пристрої і турбулізатори.

Апарат з паралельним розташуванням порожнистих волокон представлений на рисунку 9.

Рисунок 9. Схема безопорного апарату з паралельно розташованими порожнистими волокнами:

1 - збірники пермеату; 2-фланці; 3-корпус; 4-волокна; 5-трубні грати.

 

Апарат поміщений в корпус 3 з штуцерами для введення і виведення розчину, що розділяється, та з фланцями 2 длякріплення збірок пермеату 1 і трубних грат 5. Порожнисті волокна у вигляді пучків 4 розміщено в корпусі 3 апарата паралельно його осі, а кінці порожнистих волокон за допомогою епоксидної смоли і ущільнень герметично закріплені в трубних гратах 5. Суміш (наприклад, розчин), що розділяється, рухається уздовж зовнішньої поверхні порожнистих волокон 4. Під тиском частина рідини проходить через стінки волокон і по їх внутрішніх капілярах відводиться в збірку, утворюючи пермеат. Концентрований розчин – ретант - безперервно виводиться з апарату.

Апарати розглянутого типу мають істотні недоліки, наприклад, складність кріплення і герметизації пучків волокна, нерівномірний розподіл розчину, що розділяється, в пучках волокон та ін. Відмічені недоліки усунені в апаратах з мембранними елементами у вигляді порожнистих волокон, утворюючих один пучок (рисунок 10).

Рисунок 10. Схема апарату з одним пучком порожнистих волокон:

1 - корпус; 2 - збірка пермеату; 3 - перемичка; 4 - спіральна нитка; 5 - пучок волокон.

 

У корпус 1 апарату, забезпеченого штуцерами для подачі початкового розчину, відведення пермеату і ретанта, встановлений пучок порожнистих волокон 5. Волокна зібрані в пучок за допомогою спіральної навитої нитки 4, яка одночасно забезпечує необхідний зазор між окремими волокнами, що покращує розподіл розчину, що розділяється, в пучку волокон 5. У апараті даної конструкції рідину, що розділяється, можна прокачувати як уздовж зовнішньої поверхні порожнистих волокон, так і по капілярних каналах цих волокон.

Для підвищення інтенсивності перемішування розчину, що розділяється, в апараті вмонтовують розподільну трубу, в центральній частині якої є отвори для подачі розчину що розділяється всередину пучка волокон.

Апарати з мембранними елементами у вигляді порожнистих волокон, утворюючих один пучок, мають низьку матеріаломісткість. Проте недостатня інтенсивність перемішування розчину, що розділяється, в апаратах і жорстке кріплення порожнистих волокон в перемичках (трубних грат) не дозволяють використовувати їх для обробки розчинів, що містять зважені частинки.

Апарати з U-подібним розташуванням порожнистих волокон прості у виготовленні і збірці, зручні в монтажі і експлуатації, мають низьку матеріаломісткість. Тому вони знайшли широке практичне застосування.

а

б

Рисунок 11. Схема апаратів з U-подібними мембранними елементами у вигляді порожнистих волокон:

а - з конічним опорним фланцем: 1 - корпус; 2 -пучок порожнистих волокон; 3 - шайба; 4 - кільцеві ущільнення; 5-збірник пермеату;

б - з пористою опорною підкладкою: 1 - пучок порожнистих волокон; 2-шайба; 3 -пористая підкладка; 4 - кришка; 5 - фланцеве з'єднання; 6 – корпус.

 

Апарат цього типу (рисунок 11, а) має корпус 1, збірка пермеату 5 і кільцеві ущільнення 4. Відкриті кінці U-подібного пучка порожнистих волокон 2 завдовжки 1,5-2,0 м склеюють епоксидною смолою в шайбі 3.

Серед основних недоліків апаратів з U-подібним розташуванням порожнистих волокон слід зазначити досить складну систему герметизації і зменшення (на 5-10%) робочої поверхні волокон при вклеюванні їх в шайбу 3. Останнє обумовлене тим, що шайба 3 повинна витримувати дію високого тиску і тому має велику товщину.

У апараті, конструкція якого показана на рисунку 11, б, використовують шайби 2 значно меншої товщини (10-20 мм), оскільки під ними розташовують пористу підкладку 5, що розвантажує шайбу від механічної напруги при створенні робочого тиску в апараті і використовується для виведення пермеату з торців порожнистих волокон.


© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти