4.Аппарат с одним пучком полых волокон

Рисунок 4. Схема аппарата с одним пучком полых волокон:

1-корпус; 2-сборник пермеата; 3 — перемычка; 4-спиральная нить; 5-пучок волокон

Принцип действия: В корпус 1 аппарата, снабженного штуцерами для подачи исходного раствора, отвода пермеата и ретанта, установлен пучок полых волокон 5. Волокна собраны в пучок с помощью спирально навитой нити 4, которая одновременно обеспечивает необходимый зазор между отдельными волокнами, что улучшает распределение разделяемого раствора в пучке волокон 5. В аппарате данной конструкции разде­ляемую жидкость можно прокачивать как вдоль наружной поверхности полых волокон, так и по капиллярным каналам этих волокон

Для повышения интенсивности перемешивания разделяемого раствора в аппарате монтируют распределительную трубу, в цент­ральной части которой имеются отверстия для подачи разделяемо­го раствора внутрь пучка волокон.

Преимущества: простота крепления и герметизации пучков волокна, равномерное распределение разделяемого раствора в пучках во­локон.

Недостатки: аппараты с мембранными элементами в виде полых воло­кон, образующих один пучок, имеют низкую материалоем­кость. Однако недостаточная интенсивность перемешивания разде­ляемого раствора в аппаратах и жесткое крепление полых волокон в перемычках (трубных решеток) не позволяют использовать их для обработки растворов, содержащих взвешенные частицы.

5. Безопорный аппарат с параллельно расположенными полыми волокнами

Рисунок 5. Схема безопорного аппарата с параллельно расположенными полыми волокнами:

1 -сборники пермеата; 2-фланцы; 5-корпус; 4-волокна; 5-трубная решетка

Принцип действия: Аппарат заключен в корпус 3 со штуцерами для ввода и вывода разделяемого раствора и с фланцами 2 для крепления сборников пермеата 1 и трубных решеток 5. Полые волокна в виде пучков 4 размещены в корпусе 3 аппарата параллельно его оси, а концы полых волокон с помощью эпоксидной смолы и уплотнений герметично закреплены в трубных решетках 5. Разделяемая смесь (например, раствор) движется вдоль наружной поверхности полых волокон 4. Под давлением часть жидкости проходит через стенки волокон и по их внутренним капиллярам отводится в сборник, образуя пермеат. Концентрированный раствор-ретант непрерывно выводится из аппарата. Аппараты с полыми волокнами можно разделить на следующие группы: с параллельным расположением полых волокон, с цилиндрическими мембранными элементами, с U-образным расположением полых волокон.

Преимущества: аппараты с полыми волокнами просты по устройству, технологичны в изготовлении; они легко собираются и удобны в эксплуатации. В этих аппаратах вследствие малых диаметров волокон обеспечивается очень высокая удельная поверхность мембран до 20…30 тыс. м²/м³. Поэтому они нашли широкое применение в крупнотоннажных химических производствах, в производстве особо чистой воды, в пищевой промышленности, при очистке и разделении газов и т. д.

Недостат­ки: сложность крепления и герметизации пучков волокна, неравномерное распределение разделяемого раствора в пучках во­локон и др. Отмеченные недостатки устранены в аппаратах с мембранными элементами в виде полых волокон, образующих один пучок. При эксплуатации этих аппаратов предъявляют повышенные требования к предварительной очистке разделяемых смесей от взвесей. В случае выхода из строя части полых волокон приходится заменять весь пучок волокон.