РЕАКТОР МЕМБРАННЫЙ, ТРУБЧАТЫЙ, ДИНАМИЧЕСКИЙ

Предложенное техническое решение относится к устройствам для разделения жидких смесей и предназначено для осуществления процессов микрофильтрации с целью очистки, концентрирования, фракционирования жидкостей, в том числе промышленных отходов в атомной энергетике, в микробиологической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
Известно техническое решение, см. патент РФ №2211723, дата публикации 2003.09.10, МПК В 01 D 37/00, B 01 D 63/08, B 01 D 65/04
СПОСОБ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ МЕМБРАНЫ, СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ;
В данном решении не удовлетворительно проработаны вопросы повышения эффективности, упрощения конструкции, значительна трудоемкость обслуживания, а также происходит быстрое истирание сальникового узла при обработке растворов. содержащих значительное количество абразивных включений, то есть недостаточна износостойкость, требуется дорогостоящее дополнительное оборудование, например, насосы, недостаточен диапазон обрабатываемых жидкостей по концентрации в них абразивных включений.
Также известно решение от 20 января 2005 г. о выдаче патента на полезную модель по заявке №2004129843/22(032790) с приоритетом от 13 10 2004 г.
Однако и в данном, известном решении происходит быстрое истирание сальникового узла при обработке растворов, содержащих значительное количество абразивных включений, то есть недостаточна износостойкость, требуется дорогостоящее дополнительное оборудование, например, насосы, недостаточен диапазон обрабатываемых жидкостей по концентрации в них абразивных включений.
Технической задачей, решаемой данным предложением, является повышение износостойкости, снижение стоимости, расширение диапазона обрабатываемых жидкостей по концентрации в них абразивных включений, обеспечение равномерности ввода жидких и/или газообразных реагентов через поры мембранных фильтрующих элементов и возможности обеспечить регенерацию мембран при введении химических реагентов, повышение ремонтопригодности. Указанная техническая задача решается посредством совокупности существенных признаков:
Реактор мембранный, трубчатый, динамический, включающий корпус с крышкой в верхней части, установленный в корпусе полый вал, соединенные с валом сборники пермеата и трубчатые фильтрующие элементы, привод вала, сальниковый узел вала, турбулизаторы, штуцер подачи исходного раствора, штуцер вывода концентрата, штуцер вывода пермеата, причем в верхней части корпус снабжен штуцером подачи сжатого воздуха и штуцером отвода сжатого воздуха, и дополнительно снабжен, соединенными с верхней частью корпуса опорами, установленными с возможностью взаимодействия с нижней частью корпуса, причем турбулизаторы закреплены на опорах таким образом, что они охватывают трубчатые фильтрующие элементы, привод вала, сальниковый узел, размещены в верхней части корпуса, штуцер подачи исходного раствора размещен в нижней части корпуса,
при этом
-дополнительно снабжен связывающими полый вал и сборники пермеата, регулирующими тягами;
-сальник снабжен нижним и верхним дренажом сальникового узла.
Предложение поясняется графически.
На фиг. представлен реактор мембранный, трубчатый, динамический.
Позициями обозначены:
1-привод; 2-сальниковый узел; 3-штуцер подачи сжатого воздуха; 4-штуцер отвода сжатого воздуха; 5-полый вал; 6-корпус; 7-регулирующие тяги; 8-турбулизаторы; 9-трубчатые фильтрующие элементы;
10-штуцер ввода исходного раствора; 11-штуцер ввода реагентов; 12-штуцер вывода концентрата; 13-стойки; 14-сборники пермеата; 15-опоры; 16-штуцер ввода реагентов; 17-нижний дренаж сальникового узла; 18-штуцер вывода пермеата; 19-верхний дренаж сальникового узла, 20 верхняя крышка корпуса. В предложенном решении возможно создание избыточного давления за счет сжатого воздуха, при этом сальниковый узел не вступает в контакт с обрабатываемой жидкостью, что повышает его износостойкость и позволяет значительно повысить концентрацию абразивных включений. Кроме того, при этом можно отказаться от использования дорогостоящих насосов.
Кроме того, реактор снабжен датчиком уровня (не показан), не допускающим заполнение аппарата до уровня, когда сальниковый узел находится в контакте с жидкостью. Хорошо растворимые или газообразные (например озон) реагенты могут вводиться в реактор через штуцер отвода пермеата. При этом улучшается кинетика протекающих в реакторе химических процессов за счет измельчения частиц газа и более равномерного ввода жидких реагентов через поры мембран, кроме того, при введении реагентов проходит дополнительная регенерация мембран. Устройство работает следующим образом.
Исходный раствор вводится в реактор через штуцер 10 ввода исходного раствора. После заполнения реактора до датчика верхнего уровня (на схеме не показан) подача исходного раствора прекращается, в реактор через штуцеры ввода реагентов 16 и/или,! 1 и/или штуцер вывода пермеата 18 вводятся необходимые жидкие и/или газообразные реагенты.
После завершения операций по вводу реагентов в реакторе создается избыточное давление за счет подачи сжатого воздуха через штуцер 3, штуцер 4 отвода сжатого воздуха при этом закрыт. Пермеат отводится из реактора через штуцер 18. Отвод пермеата происходит после прохождения и фильтрации в трубчатых фильтрующих элементах 9, изготовленных, преимущественно, из металлокерамических мембран через сборники пермеата 14 по внутренней полости полого вала 5 и через штуцер 18, сообщающийся с внутренней полостью полого вала 5. Не прошедший через фильтрующие элементы 9 раствор-концентрат накапливается во внутреннем объеме корпуса.
При засорении тангенциальных фильтрующих элементов 9 осуществляют их промывку подачей чистой воды через штуцер 18, внутреннюю полость полого вала 5, сборники пермеата 14. При этом избыточное давление в корпусе реактора сбрасывается путем прекращения подачи сжатого воздуха через штуцер 3 и открытия штуцера 4 отвода сжатого воздуха.
После завершения операции микрофильтрации оставшийся в нижней части корпуса концентрат выводится из реактора через штуцер 12 вывода концентрата. Внутри корпуса на опорах 15 для торможения массы раствора, его активной турбулизации установлены неподвижные турбулизаторы 8.
Для увеличения производительности фильтра по пермеату он может быть снабжен дополнительной группой фильтрующих элементов, расположенных на полом валу. Для повышения устойчивости работы мембранных фильтрующих элементов внутри корпуса реактора расположены опоры 15, которые прикреплены к верхней крышке 20 и упираются в днище корпуса реактора. К опорам прикреплены турбулизаторы 8 При проведении ремонта внутренних элементов реактора с него снимается верхняя крышка 20 вместе с сальниковым узлом 2, полым валом 5, турбулизаторами 8, опорами 15, сборниками пермеата 14 и трубчатыми фильтрующими элементами 9 и устанавливается в месте ремонта на опоры 15.
При монтаже на месте эксплуатации реактор устанавливается на стойки 13.