Zařízení na membránovou destilaci

Membrane distillation equipment

Utility model

Princip membránové destilace spočívá v selektivní průchodnosti mikropórů v porézních membránách. Velikost pórů v řádu μm v membráně a odpudivé sily, které působí na molekulu kapaliny, brání molekule kapalné fáze v průchodu pórem hydrofobní membrány. Naopak plynná fáze prochází membránou bez potíží. Na principu membránové destilace lze tedy separovat z roztoku jeho těkavější složky. Hnací silou membránové destilace může být buď teplotní gradient či gradient tlaku. Destilační membrána může být provedena jako svazek dutých polymerních vláken, která získala schopnost selektivního propouštění plynů zvláštní úpravou (např. dloužením). Plynná fáze tak z vnitřku membránového dutého vlákna prochází stěnou na jeho vnější stranu. Příklad takové membrány uvádí CZ 34835 U1. Dutá polymerní vlákna – kapiláry v základním, kompaktním provedení plynnou fázi nepropouštějí, svůj obsah pouze uchovávají nebo vedou, nicméně umožňují prostup tepla. Kompaktní dutá polymerní vlákna mohou tedy sloužit jako teplosměnná plocha k ohřevu nebo chlazení media, které je obklopuje. Takové použití uvádí např. CZ 308628 B6. Páry, které prošly membránou, je třeba vrátit do kapalné fáze, tedy kondenzovat. K tomu u známých zařízení slouží chladicí teplosměnné plochy umístěné v proudu par odváděných od membrán. Nevýhodou těchto zařízení jsou jejich rozměry vyplývající z oddělení procesu samotné separace a kondenzace separátu. Technické řešení si klade za úkol navrhnout kompaktní zařízení na membránovou destilaci kladoucí minimální nároky na obestavěný prostor.

The principle of membrane distillation consists in the selective passage of micropores in porous membranes. The pore size in the order of μm in the membrane and the repulsive forces that act on the liquid molecule prevent the liquid phase molecule from passing through the pore of the hydrophobic membrane. Conversely, the gas phase passes through the membrane without difficulty. On the principle of membrane distillation, its more volatile components can be separated from the solution. The driving force of membrane distillation can be either a temperature gradient or a pressure gradient. The distillation membrane can be made as a bundle of hollow polymer fibers that have acquired the ability to selectively pass gases through a special treatment (e.g. lengthening). The gas phase thus passes from the inside of the membrane hollow fiber through the wall to its outside. An example of such a membrane is given by CZ 34835 U1. Hollow polymer fibers – capillaries in the basic, compact design do not let the gas phase through, they only store or conduct their contents, but they allow heat to pass through. Compact hollow polymer fibers can therefore serve as a heat exchange surface to heat or cool the media that surrounds them. CZ 308628 B6 states, for example, such use. The vapors that have passed through the membrane must be returned to the liquid phase, i.e. condensed. Known devices use cooling heat exchange surfaces located in the flow of steam removed from the membranes for this purpose. The disadvantage of these devices is their dimensions resulting from the separation of the separation process itself and the condensation of the separate. The technical solution sets itself the task of designing a compact device for membrane distillation that imposes a minimum requirements for the enclosed space.

22.05.2024

37945

Vysoké učení technické v Brně, Brno, Veveří, CZ