NO742944L - - Google Patents

Description

Fremgangsrnåte ved separering av

k jern is k e oppløs n i nqer

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en fremgangsrnåte og anordning for å skille kjemiske oppløsninger ved membranproses-sen. Oppfinnelsen beror på et nytt prinsipp ved omstrømningen av halvgjennomslippbare membraner ved reverserosmose , ultrafiltreringy elektrodialyse og ved andre membranprosesser. Til dette formål projekteres en ny konstruksjon av modulen, som har membranbærere i form av koaksialt i hverandre innskjøvne avkortede kjegler. Hver membranbærer er på begge sider"dekket med halvgjennomslippbare membraner på en slik måte at disse danner kanaler, i hvilke væsken strømmer konvergent eller divergent gjennom smale mellomrom inn-stilt ved hjelp av avstandsringer.

Denne fremgangsrnåte og denne konstruksjon løser et av de grunnleggende problemer ved bygning av moduler for høytrykks-membranprosesser. Ved den nye fremgangsrnåte og konstruksjon fåes vesentlig bedre hydrodynamiske betingelser, øket prosesseffektivi-tet og forminskning av by.ggerommet pr. volumenhet av modulen. Foreliggende konstruksjon er universell, idet modulen lar seg innstille alt efter de krevede teknologiske betingelser.

Under hensyntagen til at gjennomstrømningstverrsnittet mellom membranene i væskestrømmens retning kontinuerlig forandres alt efter om den kjemiske oppløsning strømmer konvergent eller divergent, kan man ved denne konstruksjon oppnå en gunstig innflydelse på ødeleggelsen av de små polariserte konsentrasjonsskikt som dannes på membranoverflaten. Disse små skikt skaper ved membran-prosessene betraktelige motstander og ødeleggelse av gjennomslippbarheten av væsken som skal skilles.

De enkelte moduletasjer som alltid utgjøres av en kjegle-bærer, en ytre og en indre ring, er identiske med hensyn til form og dimensjoner, og det er derfor mulig å sette sammen moduler med forskjellig ytelse av de samme byggedeler. Ued anvendelse av noen spesielle ytre og indre avstandsringer er det mulig selv i modulen å oppnå forskjellige muligheter for etasjeinnkoblingen, dvs. at væsken strømmer gjennom etasjene enten parallelt eller' i serier, eventuelt kombinert, alt efter den måte som er fordelaktigst ved det foreliggende tilfelle av membranprose"ssen. Forandringen av innkoblingsmåten kan oppnåes ved enkel omstilling av spesielle ytre og indre avstandsringer uten anvendelse av nye elementer. Takket være den lette istykkertagbarhet av modulen er det mulig mellom enkelte etasjer (membranbærere) å anvende forskjellige såkalte turbulisasjonsinnlegg. Ned disse innlegg kan den optimale strømn-ingskarakter og den optimale strømningsstyring" av oppløsningen som skal skilles, gjennom modulen og derved den optimale ydelse, dvs. gjennomslippbarheten av den komponent som skal fraskilles gjennom modulen. I en modul kan man kombinere disse innlegg på forskjellig måte hvilket ikke er mulig ved andre modultyper.

For tiden er det ikke kjent noen modulkonstruksjon som ville ha lignende fordelaktige kjennetegn. Sammenlignet med de kjente rullernoduler har modulen ifølge oppfinnelsen noen viktige fordeler, i første rekke slike som at ved forstyrrelse av en membran er det tilstrekkelig å utbytte den tilsv/aren de etasje i modulen, mens i tilfelle au en rullemodul er det nødvend-ig å utbytte hele modulen. Reparasjonen av den kjegleformige modul kan brukeren selv utføre, hvilket ved rullemodulene ikke er tenkbart på grunn av den kompli-serte konstruksjon og krevende fremstilling, fremfor alt tetningen. En lignende situasjon forekommer også i tilfelle av moduler med rørkonstruksjon eller med andre lignende konstruksjoner.

I lys av at der ved den kjegleformige modul ikke kreves noen spesiell anordning for demontering og for sammensetning igjen, er det mulig i motsetning til moduler av andre typer, uten fare og uten hjelp av produsenten til enhver tid å rense denne modul, eventuelt bytte ut membranene mot andre, alt efter de nødvendige teknologiske egenskaper og parametere av membranene.

F ra økonomisk synspunkt betyr dette at driften av de kjegleformige moduler er mere økonomisk og ikke avhengig av leveringer av nye mekaniske deler til modulen. Dessuten er ved denne modul sammenlignet med moduler av andre typer , energibehovet vesentlig lavere, da den hydrodynamiske motstand er mindre på grunn -av kons-truksjonsanordningen og gjennomstrømningskanalenes karakter.

Hele anordningen av den kjegleformige modul ifølge oppfinnelsen fremgår i lengdesnitt av fig. 1. Fig. 2 viser en forstørret detalj av snittet fra fig. 1.

Den kjegleformige modul består av en innstrømningsfront 1, forsynt med en innstrømningsflens 14, og av en utstrømningsfront 11, forsynt med en utløpsflens 13. Begge fronter 1 og 11 er inn-skjøvet i en mantel 6 som er avtettet ved frontene med tetninger 16. Plellom frontene 1 og 11 er der eksempelvis ved hjelp av skruer

12 innesluttet ytre fordelings-avstandsringer 3 og 5, i hvilke

flensene 17 av kjeglebærerne 19 er anbragt. Plellom frontene 1 ,og»

11 er ved hjelp av kjeglen 2 også indre fordelings-avstandsringer

7, 8 og 9 og mellom disse flensene 18 av bæreren 19 innspent. Membranene 22 dekker hele den ytre og indre overflate av bæreren 19 med flensene 17 og 18, slik at de med disse flenser også er innesluttet mellom de ytre og indre fordelings-avstandsringer, hvorved en tilsvarende avtetning av membranene som ved bæreren 19, også fåes ved for del ings-avstandsringene 7, 8, 9; 5 og 3. Væsken, dvs. oppløsningen, som skal underkastes fordelingsprosessen, flyter inn i modulen gjennom flensen 14, fyller rommet 20 og flyter ut av .

dette rom til det indre rom 21, sam dannes au de indre fordelings-avstandsringer 7, 7', 7" og 8. Gjennom^et system av små kanaler 27 flyter den inn i rommet 28 mellom membranene 22 og derfra inn i de små samlekanaler 23 som er dannet i de ytre fordelings-avstandsringer 3 og 5. Fra samlekanalene 23 strømmer væsken over i forbindelseskanalene 24 gjennom hvilke de føres til andre etasjer i modulen.

I flatene av flensene 17 av bæreren 19 er der i de ytre fordelings-avstandsringer 3 og 5 dannet små kanaler 25 som tjener til avflytning av de permeable væskekomponenter, det såkalte permeat, fra bærerne 19 inn i rommet 15, som er dannet under den ytre mantel 6 av modulen. Fra rommet 15.føres permeatet gjennom ventilen 10 ut av modulen til videre opparbeidelse. Da permeatet bare har et lavt trykk, er det ikke nødvendig å konstruere mantelen 6 som et trykkar. Forbindelseskanalene 24 kan på et bestemt sted være avbrutt av en spesialring 5 på lignende måte som rommet 21 er avbrutt av spesialringene 8 og 9. Ved disse avbrytelser kan man oppnå retningsforandringen av væskestrømmen i modulen. Den opprinne-lig divergente strømning i de etasjer som mates gjennom de indre fordelings-avstandsringer 7, 7', 7" og 8, endres på grunn av væsk-• ens gjennomgang gjennom forbindelseskanalen 24 i de efterfølgende etasjer til en konvergent strømning o.s.v. som det fremgår av fig. 1 og 2, hvor retningen av væsk est rømmen er betegnet med piler. Efter gjennomgangen gjennom alle etasjer føres væsken ut av modulen gjennom flensen 13 til videre opparbeidelse.

De eventuelle turbuliseringselementer 29 frilegges mellom de enkelte etasjer. Den aksiale bevegelse av disse er begrenset med tilsvarende ytre og indre fordelings-avstandsringer.

De enkelte ytre og indre fordelings-avstandsringer 3, ^5, 7,

8 og 9 er avtettet mot hverandre'og også mot endestykkene 1 og 11 med tetninger 4 og 26. Hvis alle flater er bearbeidet mekanisk upåklagelig, er disse tetninger ikke nødvendige.

Av beskrivelsen går det klart frem at flatene av de spesielle fordelings-avstandsringer 5, 8 og 9 bestemmes av kravene til strømningsstyringen av væsken, dvs. den kjemiske oppløsning, i modulen, ellers er det ikke nødvendig å fastsette dem i deres stil-ling på forhånd på noen måte, da de kan forandres' efter ønske i og den samme modul.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte og anordning til å skille kjemiske oppløsning-er ved membranprosesser, som ved reverserosmose, ultrafiltrering,

   elektrodialyse og ved andre membranprosesser,

   karakterisert ved at den kjemiske oppløsning strømmer gjennom smale kanaler i et ringformig rom dannet ved et

   system av koaksialt og konsentrisk fastspente tynnveggede kjegler av porøst materiale, idet kjeglene er overtrukket med halvgjennomslippbare membraner på sine indre og ytre kjegleflater.
2. 2. Fremgangsmåte og anordning til adskillelse av kjemiske opp-løsninger ved membranprosesser ifølge krav 1,

   karakterisert ved at oppløsningen som skal skilles strømmer divergent forbi den halvgjennomslippbare membran, dvs. at lysåpningen av gjennomstrømningstverrsnittet øker i retning av strømningen av den kjemiske oppløsning mellom to membraner.
3. 3. Fremgangsmåte og anordning til adskillelse av kjemiske opp-løsninger- ved membranprosesser ifølge krav 1,

   karakterisert ved at oppløsningen som skal sk.il-

   • les strømmer konvergent forbi de halvgjennomslippbare membraner, dvs. at lysåpningen av gjennomstrømningstverrsnittet i retning av strømmen av den kjemiske oppløsning mellom de to membraner minsker.
4. 4. Fremgangsmåte og anordning til adskdllelse av kjemiske opp- .

   løsninger ved membranprosesser ifølge krav 1, 2 og 3,

   karakterisert ved at oppløsningen som skal skilles strømmer avvekslende divergent og konvergent forbi de halvgjennomslippbare membraner, idet antallet av disse vekslinger etter hverandre er avhengig av karakteren av den teknologiske prosess.