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 уменьшение стоимости и трудоемкости изготовления газоразделительного модуля. Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем 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, каналы для ввода разделяемой газовой смеси на нижней крышке и вывода продукта на корпусе модуля выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. Канал для пермеата в верхней крышке также может быть выполнен в виде патрубка со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. 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 повышенные стоимость и трудоемкость изготовления корпуса модуля, вызванные применением фланцевых штуцеров на патрубках ввода разделяемой газовой смеси и вывода продукта, как следствие высокой металлоемкости фланцевых штуцеров и удорожанием технологии сборки корпуса для обеспечения необходимой точности взаиморасположения фланцев вышеупомянутых штуцеров.

Техническим результатом заявленного технического решения является упрощение сборки, уменьшение металлоемкости и повышение надежности газоразделительного модуля.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в мембранном газоразделительном модуле, содержащем 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, каналы для ввода разделяемой газовой смеси на нижней крышке и вывода продукта на корпусе модуля выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. Канал для пермеата в верхней крышке также может быть выполнен в виде патрубка со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.

Выполнение каналов в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре позволяет снизить металлоемкость, упростить сборку и повысить надежность мембранного газоразделительного модуля за счет отсутствия прокладок, необходимых для фланцевого соединения.

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 - разрез нижней части модуля, на фиг.4 - штуцерное соединение в канале 4.

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. На нижнюю торцевую заливку 12 картриджа 7 установлена дополнительная крышка 13 с образованием с нижней торцевой заливкой 12 полости 14, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон 8.

На цилиндрический корпус 1 установлена верхняя крышка 16 с каналом 4 для пермеата. Полость 15 для пермеата образована верхней крышкой 16, опорной деталью 20, цилиндрическим корпусом 1 и верхней торцевой заливкой 11 картриджа 7, уплотненной относительно внутренней цилиндрической поверхности цилиндрического корпуса 1. Каналы 2 для ввода разделяемой газовой смеси и канал 3 для вывода продукта выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре. Таким же образом может быть выполнен канал 4 для вывода пермеата.

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.

Кроме того, в мембранном газоразделительном модуле, каналы 2 и 3 для ввода разделяемой газовой смеси, вывода продукта имеют штуцерные присоединения 19 для подключения к соответствующей арматуре. Канал 4 вывода пермеата для подключения к арматуре имеет фланцевое присоединение 18. В качестве исполнения в канале 4 вывода пермеата может быть использовано штуцерное присоединение 19. Такое выполнение позволяет снизить металлоемкость, упростить сборку и повысить надежность мембранного газоразделительного модуля.

1. 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 каналы для ввода разделяемой газовой смеси на нижней крышке и вывода продукта на корпусе модуля выполнены в виде патрубков со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что канал для пермеата в верхней крышке выполнен в виде патрубка со штуцерным соединением для подключения к соответствующей арматуре.