Мембранный газоразделительный модуль
Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. Техническим результатом заявленного технического решения является увеличение срока службы картриджа, увеличивается времени эксплуатации газоразделительного модуля в период между профилактическими чистками от сернистых отложений в полости, расположенной перед патрубком вывода пермеата. Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус, каналы для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта и вывода пермеата, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, причем на нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон, при этом с внешней стороны верхней торцевой заливки картриджа расположена полость для пермеата, сообщающаяся с выходами из внутренних каналов полых волокон и с каналом вывода пермеата, на цилиндрический корпус установлена верхняя крышка с каналом для пермеата, при этом полость для пермеата образована между верхней крышкой и верхней торцевой заливкой картриджа, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса, причем между нижней крышкой и крышкой картриджа расположен упругий компенсатор в виде пружины, обеспечивающий поджатие картриджа к верхней крышке, в верхней торцевой заливке картриджа выполнены пропилы, обеспечивающие выход пермеата также в вертикальной плоскости, а между картриджем и крышкой установлена упорная вставка. 4 ил.
Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Известен мембранный газоразделительный модуль, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус, каналы для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта и вывода пермеата, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, причем на нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон, при этом с внешней стороны верхней торцевой заливки картриджа расположена полость для пермеата, сообщающаяся с выходами из внутренних каналов полых волокон и с каналом вывода пермеата, на цилиндрический корпус установлена верхняя крышка с каналом для пермеата, при этом полость для пермеата образована между верхней крышкой и верхней торцевой заливкой картриджа, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса, причем между нижней крышкой и крышкой картриджа расположен упругий компенсатор в виде пружины, обеспечивающий поджатие картриджа к верхней крышке. (Патент РФ на ПМ 
115239, 2011 г.)
К недостаткам известного мембранного газоразделительного модуля следует отнести ограниченное время эксплуатации газоразделительного модуля в период между профилактическими чистками от сернистых отложений в полости, расположенной перед патрубком вывода пермеата.
Техническим результатом заявленного технического решения является увеличение срока службы картриджа, увеличивается времени эксплуатации газоразделительного модуля в период между профилактическими чистками от сернистых отложений в полости, расположенной перед патрубком вывода пермеата.
Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус, каналы для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта и вывода пермеата, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, причем на нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон, при этом с внешней стороны верхней торцевой заливки картриджа расположена полость для пермеата, сообщающаяся с выходами из внутренних каналов полых волокон и с каналом вывода пермеата, на цилиндрический корпус установлена верхняя крышка с каналом для пермеата, при этом полость для пермеата образована между верхней крышкой и верхней торцевой заливкой картриджа, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса, причем между нижней крышкой и крышкой картриджа расположен упругий компенсатор в виде пружины, обеспечивающий поджатие картриджа к верхней крышке, в верхней торцевой заливке картриджа выполнены пропилы, обеспечивающие выход пермеата также в вертикальной плоскости, а между картриджем и крышкой установлена упорная вставка.
Наличие пропилов обеспечивает выход пермеата не только вертикально вверх, а и в вертикальной плоскости с боков пропилов, а наличие упорной вставки вместо пористого диска не препятствует проходу газа. В результате сера свободно выносится из волокон и свободно уносится потоком в выходной коллектор. Даже если часть серы будет оседать, она не сможет образовывать плотной структуры, забивающей выходы из волокон. Этим достигаются стабильные во времени характеристики работы картриджа, увеличивается срок службы картриджа.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображены:
На фиг 1. представлен продольный разрез мембранного газоразделительного модуля, на фиг. 2 - разрез верхней части модуля, на фиг. 3 - вид верхней части модуля, на фиг. 4 - разрез нижней части модуля.
Мембранный газоразделительный модуль содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 1, канал 2 для ввода разделяемой газовой смеси, канал 3 для вывода продукта и канал 4 для вывода пермеата, нижнюю крышку 5, мембранный картридж 7, установленный с образованием полости 6 для продукта в цилиндрическом корпусе 1, верхнюю крышку 16 и опорную деталь 27 с дополнительной полостью вывода пермеата.
Мембранный картридж 7, выполнен в виде пучка полых волокон 8, расположенных внутри цилиндрической гильзы 9 вокруг осевой перфорированной трубы 10, подключенной к каналу 2 ввода разделяемой среды, и двух торцевых герметизирующих заливок 11 и 12, верхней и нижней, соответственно, в которых закреплены концы пучков волокон 8.
В верхней торцевой заливке выполнены пропилы 30, с внешней стороны верхней торцевой заливки 11 картриджа 7 расположена полость 15 для пермеата, сообщающаяся с выходами внутренних каналов полых волокон и с каналом 4 вывода пермеата.
На цилиндрический корпус 1 установлена верхняя крышка 16 с каналом 4 для пермеата. Полость 15 для пермеата образована верхней крышкой 16, опорной деталью 27, цилиндрическим корпусом 1 и верхней торцевой заливкой 11 картриджа 7, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса 1.
Мембранный газоразделительный модуль работает следующим образом.
Мембранный газоразделительный модуль используется для разделения газовой смеси с целью получения продукта, например, из воздуха азота, а также для осушки воздуха или природного газа и для удаления из природного газа иных примесей, например, гелия, водорода, углекислого газа и т.д.
Разделяемая газовая смесь по каналу 2 поступает через патрубок 17 картриджа 7 в перфорированную трубу 10 и далее через перфорацию в полость гильзы 9, где расположены газоразделительные полые волокна 8. Отделяемая от газовой смеси часть газа (пермеата) проникает через полупроницаемое покрытие полых волокон 8 в их внутренние каналы и из этих каналов поступает в полость 15 для пермеата. Из полости 15 для пермеата по каналу 4 пермеат выводится из мембранного газоразделительного модуля. Не проникший газ из полости гильзы 9 поступает в полость 6 для продукта, из которой он выводится по каналу 3 к потребителю.
Конструкция мембранного газоразделительного модуля позволяет осуществить замену картриджа 7, непосредственно на рабочем месте. Наличие пропилов обеспечивает выход пермеата не только вертикально вверх, а и в вертикальной плоскости с боков пропилов, а наличие упорной вставки вместо пористого диска не препятствует проходу газа. В результате сера свободно выносится из волокон и свободно уносится потоком в выходной коллектор. Даже если часть серы будет оседать, она не сможет образовывать плотной структуры, забивающей выходы из волокон. Этим достигаются стабильные во времени характеристики работы картриджа, увеличивается срок службы картриджа.
Мембранный газоразделительный модуль, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с каналом вывода продукта, нижнюю крышку с каналом ввода разделяемой среды, и установленный с образованием полости для продукта в цилиндрическом корпусе мембранный картридж, выполненный в виде пучка полых волокон, расположенных внутри цилиндрической гильзы вокруг осевой перфорированной трубы, подключенной к каналу ввода разделяемой газовой смеси, и двух торцевых герметизирующих заливок, верхней и нижней, в которых закреплены концы волокон, верхнюю крышку с каналом для пермеата, установленную на цилиндрический корпус, отличающийся тем, что в верхней торцевой заливке картриджа выполнены пропилы, обеспечивающие выход пермеата также и в вертикальной плоскости, а между картриджем и крышкой установлена упорная вставка.
