ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппараты для обессоливания воды обратным осмосом из "Обессоливание воды обратным осмосом" Обратноосмотические аппараты входят в состав установок. Процесс обратноосмотического обессоливания воды происходит в самих аппаратах, которые включают в себя один или несколько фильтрующих элементов, состоящих в общем случае из полупроницаемых мембран, дренажных устройств и турбулизаторов-разделителей. Достаточно полное представление о существующих конструкциях обратноосмотических аппаратов, которые условно подразделяются на четыре типа [фильтрпрессный (плоскокамерный), рулонный, трубчатый и аппараты с полыми волокнами], дается в работах Ю.И. Дытнерского, A.A. Ясминова с соавторами . Б данной книге приводятся описание и основные характеристики конструкций аппаратов, получивишх наибольшее распространение в СССР и за рубежом в установках обратноосмотического обессоливания воды. [c.30] ПОД давлением фильтруется через мембраны, а остальная часть через отверстия в направляющих пластинах - в следующие напорные камеры. Концентрированный раствор отводится из аппарата через щтуцер во фланце 2 Число параллельно соединенных камер уменьщается по ходу движения соленой воды. Скорость движения воды в каждой камере обеспечивает низкий уровень концентрированной поляризации. Фильтрат по дренажу подводится к отверстию в опорной пластине и выводится из аппарата. [c.32] Аппараты описанной конструкции с площадью мембран 250 и 160 м находят применение в отечественных установках УГО-50 и УГОС-2. [c.33] Рулонные фильтрующие элементы описанного типа выпускает ряд зарубежных фирм [ Универсал Ойл Продактс , Гидронавтикс (США) и др.]. В табл. 1.4 приведены характеристики РФЭ типов В-15 и С-1, выпускаемых фирмой Дкйюн (США). [c.34] Отечественные РФЭ аналогичного типа разработаны ВНИИСС. В соответствии с ТУ 6-05-221-731-84 изготовляют два типа элементов ЭРО-ЭМ-3,0/400 и ЭРО-ЭМ-6,5/900 длиной 475 и 950 мм соответственно и диаметром 100 мм. Эти элементы обеспечивают задержание не менее 90% хлорида натрия и производительность не менее 30 и 100 л/ч при фильтровании 0,5%-го раствора поваренной соли под давлением 5 МПа. Элементы ЭРО используют в обратноосмотических установках УМР, разработанных НИИХиммашем. [c.34] Большое распространение получили также аппараты с полыми волокнами. Наибольшего успеха в этой области добилась американская фирма Дюпон , выпускающая аппараты В-9 и В-10, в которых используются полые волокна из ароматического полиамида (рис. 1.10). В этих конструкциях полые волокна уложены параллельно оси аппарата на слой нетканого материала, закручиваемого в процессе изготовления аппарата вместе с пучками полых волокон вокруг центральной трубки. Концы волокон закреплены в эпоксидных блоках, причем концы волокон в блоке открыты. Фильтрующий элемент, состоящий из полых волокон, блоков и центральной трубки, помещен в стеклопластиковый корпус, закрытый крышками, которые удерживаются пружинными шайбами. В крышке имеется отверстие для отвода концентрата. Крышка, опирающаяся на пористый диск, служащий для отвода фильтрата от полых волокон, имеет отверстие для отвода фильтрата. Основные характеристики некоторых выпускаемых за рубежом обратноосмотических аппаратов с полыми волокнами приведены в табл. 1.5. [c.35] В Советском Союзе в НПО Химволокно изготовляют аппараты с ацетилцеллюлозными полыми волокнами. В соответствии с ТУ 6-06-31-476-84 выпускаются аппараты двух марок АРО-150 и АРО-205, имеющих длину 1200 мм, диаметр соответственно 150 и 205 мм, производительность не менее 1,5 и 4,5 м /сут при давлении 2 МПа, температуре раствора 20°С и концентрации хлорида натрия 5 г/л. В аппаратах используются два сорта волокон, обеспечивающих задержание хлорида натрия не менее чем на 65 и 75% при выходе фильтрата 50%. Аппараты АРО прошли длительные испытания в опытно-промышленных условиях на установках УГ-ВИТАК-1 и УГ-ВИТАК-2 и в настоящее время внедряются в народное хозяйство страны. [c.35] Рассмотрим далее принципы конструирования и расчета обратноосмотических аппаратов. [c.36] Размеры фильтрующих элементов назначаются в зависимости от характеристик применяемых для них материалов и гидродинамических условий в аппарате. Длина напорных камер аппаратов фильтрпрессного типа определяется по конструктивным соображениям и ограничена длиной выпускаемых листовых материалов (сталь, винипласт, паронит и т.д.), а пшрина напорных камер не может превыщать щирины выпускаемых полупроницаемых мембран. Отнощение длины напорной камеры к ее ширине не регламентируется, но на практике оно редко превышает 2, так как значительное увеличение этого отношения ведет к росту материалоемкости аппарата и к сокращению плотности укладки мембран в нем. [c.36] Длина напорного канала фильтрующих элементов рулонного типа лимитируется шириной имеющихся в наличии материалов (мембран, дренажных сеток и т.д.), а ширина напорного канала равна в этом случае длине дренажного канала. [c.36] Диаметр и длина корпуса аппаратов с полыми волокнами обусловлена технологией изготовления этих типов аппаратов. [c.36] В описанных ранее конструкциях обратноосмотических аппаратов поток фильтрата движется по дренажу параллельно мембране. Несмотря на малую высоту дренажного канала, которая обусловлена требованием высокой плотности укладки мембран в аппарате, гидравлическое сопротивление фильтрату в дренаже должно быть невелико. Существенные гидравлические потери в дренаже уменьшают действующее давление фильтрования и вызывают как падение производительности мембран, так и падение их солезадержания (см. п. 1.4). [c.37] Из приведенных уравнений видно, что при ламинарном режиме течения обрабатываемой воды уровень концентрационной поляризации во входной зоне канала зависит как от высоты канала, так и от скорости фильтрования, и слабо зависит от скорости течения раствора. В асимптотической же зоне напорного канала уровень концентрационной поляризации не зависит от скорости течения воды вдоль мембраны. Протяженность входной зоны зависит от высоты канала, характеристик мембраны и скорости течения раствора в напорном канале. Рис. 1.12 дает возможность определить, в какой из зон работает мембрана. При мембранах с производительностью порядка 500 л/(м -сут) и высоте канала около 0,5 мм размеры входной зоны весьма малы и уровень концентрационной поляризации можно оценивать по уравнениям (1.11)-(1.13). [c.40] Рассмотрим далее соотношения между концентрациями солей и расходами различных потоков в обратноосмотическом аппарате, в котором уровень концентрационной поляризации практически равен единице. [c.41] При конструировании аппаратов важно обеспечить почти полное устранение концентрационной поляризации при незначительной величине потерь напора. Гидравлические потери напора Я в каналах аппаратов фильтрпрессного и рулонного типов и аппаратов с полыми волокнами экспериментально определены А.Б. Косминским и A.A. Аскерния (рис. 1.14). [c.42] Полученное по уравнению (1.21) значение производительности мембран следует еще подкорректировать для учета реальной температуры обрабатываемой в аппарате воды в соответствии с формулой (1.7). [c.43] Вернуться к основной статье