Основные конструкции мембранных ячеек

Мембранная ячейка состоит из: надмембранного пространства, куда подается разделяемая смесь и откуда выходит обеднённый выделяемым ком- понентом проходящий поток, не проникший через мембрану, и подмембран- ного пространства, куда через мембрану проникает пермеат, обогащенный вы- деляемым компонентом.

Мембраны должны обладать следующими свойствами: высокими селек- тивностью и удельной проницаемостью; постоянством своих характеристик в процессе эксплуатации; химической стойкостью; механической прочностью; невысокой стоимостью.

В целях увеличения механической прочности мембраны последняя рас- полагается обычно на подложке или между подложками – механически проч- ными материалами, внешне напоминающими мембрану, но практически не представляющими сопротивления переносу массы и не обладающими селек- тивностью (это сетки или крупнопористые фильтры из различных материа- лов). Конструктивные варианты расположения мембраны и подмембранного и надмембранного пространств разнообразны. Однако на практике наиболее распространены мембранные ячейки трёх типов.

Плоские пакеты мембран (рис. 24). Достоинства этих ячеек – простота изготовления, контроля в случае повреждения мембраны и малое гидравличе- ское сопротивление проходящему потоку. Недостаток – малая удельная по- верхность мембраны.

Мембранные ячейки рулонного типа (рис. 25). Ячейки представляют собой мембран- ный модуль с наружными непроницаемыми стенками. Между ними закладывается мем- брана на двух пористых подложках (с обеих её сторон), которые образуют надмембранное и

подмембранное пространства. Этот мембран- ный модуль свёрнут в рулон, что делает его компактным. Потоки разделяемых веществ

Рис.24. Устройство плоского мембранного модуля:1 – мембран- ный модуль, 2 – корпус.

Рис.25. Конструкция мембранного модуля спирального типа:

1 – пространство со стороны концентрированного раствора, 2 – дренаж для очищенной воды, 3 – тело мембраны; I – концентрированный раствор, II – очищаемая вода, III – очищенная вода.

Мембранные ячейки из полых полимер- ных волокон (рис. 26). Они конструктивно оформлены аналогично некоторым видам ко- жухотрубных теплообменников. Диаметр воло- кон ~ 3×10 - 4 м. Основное достоинство – разви- тая удельная поверхность – до 4×10 4 м 2 /м 3. Мембранная аппаратура на основе таких модулей наиболее современна и широко используется в промышленности. Главный её недостаток – сложность определения места разрыва мем- бранного волокна. Из-за этого при разрыве от-

Рис. 26. Схема конструкции трубчатого модуля:

1 – трубчатые мембраны, 2 – кор-

дельного волокна обычно приходится заменять

весь мембранный модуль.

пус.