Tài liệu Bài 5: Cấu trúc các loại mô đun màng docx

Bồ trí dòng trong mô đun Các tiêu chuẩn đối với việc chế tạo các mô dun Định nghĩa: Mô đun màng là một kết câu kỹ thuật dùng màng Yêu cầu đối với một mô đun màng: - Dòng thắm qua màng

Ky Thuat Mang va U’ng Dung

Bài 5: Cấu trúc các loại mô đun màng

Giảng viên: Nguyễn Minh Tân

Bộ môn QT-TB CN Hóa học & Thực phẩm

Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tannm-dce@mail.hut.edu.vn

Nguyên lý cấu tạo Mô đun mang

Mô đun 3 đầu ra

Dịch vào | _ Dịch đặc | Bơm

Bồ trí dòng trong mô đun

Bồ trí dòng trong mô đun

Các tiêu chuẩn đối với việc chế tạo các mô dun

Định nghĩa: Mô đun màng là một kết câu kỹ thuật dùng màng

Yêu cầu đối với một mô đun màng:

- Dòng thắm qua màng lớn, đều (không có khu vực chết)

- Bên nhiệt, hóa, cơ học

M6 dun ban Mô đun ông

Mô đun hộp Mô đun mao quản

Mật độ bố trí màng 1 Khả năng vệ sinh

Phân loại mô đun

Đặc điểm Ưu điểm

-Kèm theo ống tăng bền -Rửa dé dang

-Trong Mô đun có trở lực nhỏ

Nhược điểm

- Diện tích riêng nhỏ (<= Phạm vi ứng dụng

80m2/m°) Ít dong ca ¬-

mm) lt đóng " - Vị lọc, Siêu lọc, Thâm thâu

- Trở lực của hệ thông khi có ngược một bậc

chuyên hướng lớn

-Trong Mô đun có trở lực nhỏ

Mô đun màng sợi réng/ mang mao quan

IN-OUT OUT - IN

Permeat Feed Feed Permeat Permeat Feed

Soi réng Vỏ chịu áp Keo dán

Mô đun màng sợi réng/ mang mao quan

Verschaltung von Modul-

Mô đun màng sợi réng/ mang mao quan

aktive Schicht auRen aktive Schicht innen aktive Schicht auRen Feed auRen Feed innen Feed innen

Stiitzschicht aktive Schicht

Stũtzschicht aktive Schicht

Mô đun màng sợi réng/ mang mao quan

Tabelle 5.2 Vorteile, Nachteile und Einsatzgebiete von Kapillar- und Hohlfasermodulen

Tabelle 5.3 Unterscheidungsmerkmale der Modultypen mit Schlauchmembranen ~

Hohlfasermodul Kapillarmodul Rohrmodul Struktur selbsttragend selbsttragend Stiitzrohr

aktive Trennschicht auBen /innen innen / auBen innen

vom Feed umströmt / durchstrémt / -

“ i durchströmt durchströmt umströmt

M6 dun mang phang

Membranbesttckung und Prifung Umlenkplatte

mit Radialdichtring

M6 dun mang phang

untere Endplatte Permeat-

M6 dun mang phang

Nachteile e viele Dichtungen

e Druckerlust durch Sttémungsumlenkung

e relativ geringe Packungsdichte (< 400 m?/m?)

Abb 5.20 Kissenmodul fiir die Umkehrosmose (DT-Modul)

Mô dun mang hộp

Mô đun màng quan

Permeatsammelrohr ==a Relentat

Feedkanalhöhe fixiert durch Spacer: 0,5 -1,0 mm

Mô đun màng quan

Tabelle 5.6 Vorteile, Nachteile und Einsatzgebiete von Wickelmodule

Vorteile e einfache, kostengiinstige Fertigung

relativ hohe Packungsdichte (< 1000 m?/m*) guter Stoffaustausch durch Feedspacer

Nachteile e z.T langer permeafseiftiger Strömungsweg

schlechte Reinigungsmöglichkeit Membran mu8 verschweib- oder verklebbar sein

Mô đun màng quan

Tabelle 5.7 Unterscheidungsmerkmale der Modultypen mit Flachmembranen

Plattemodul Kissenmodul Wickelmodul

aktive Trennschicht - auBen auBen

Klebung / Schweifiung - auBen auBen

Packungsdichte 50-400 m?/m? 200-400 m?/m? 1000 m?/m?

zul Betriebsdruck 80 bar 80 bar bis 200 bar

Einsatzgebiete RO, UF, MF, ED RO, NF, GP, RO, NF, UF

Mô đun nhúng dùng trong xử lý nước

Verzopfung Verschlammung

Verfestigung von Schlamm

|(IIEIII in schlecht belifteten

parallel durchströmte Flachkandle sind anfallig fir Verblockung einzelner Kandale (insbesondere bei ungleichen Plattenabstanden)

Mô đun nhúng dùng trong xử lý nước

Riick- spũlung 4 —— Modulkopf mit

integriertem Permeatsammel- kanal

Kapillamembranen

Stitzrahmen mit integrierter Luftleitung Modulfu§

quer eingespannte Kapillarmembranen

Mô đun nhúng dùng trong xử lý nước

Membrantaschen Filtrat

Abb 5.34 Membranmodule fiir getauchte Systeme im Bereich der biologischen Abwas-

serbehandlung: BIO-CEL® Modul der Fa MICRODYN-NADIR [23] links MaxFlow

Vakuum/

Strip Gas

mel- Verteilungs- Hohlfaser-

rohr membran Umlenkung

rohr Gehäuse

,

Tối ưu hóa cấu trúc mô dun

Abb 5.36 Geordnete Ausrichtung und Fixierung von Hohlfasern im Biindel der Fa

Membrana [22] (links) und Fa Inge [16] (rechts)

Abb 5.40 Prinzipskizze des dynamischen Cross-Flow-Konzeptes mit rotierenden Memb-

ranen der Fa Vaahto Canzler links, Modul der Fa Westfalia Separator Membraflow rechts

[6, 40]

23

Tối ưu hóa cấu trúc mô dun

FluXXion Schema Rotierendes

Abb 5.41 Membranwafer und hochfrequente Riickspiilung der Fa uXXIon

Téi wu CHI PHI CHE TAO

Tabelle 5.8 Vorgehensweise bei der Moduloptimierung

Zielfunktion Optimierungspa- Randbedingungen Gleichungen

rameter (variabel) (fest) Kosten Geometrie min./max Druck Bilanzen

Energiebedarf Feeddruck min./max Tempe- Stofftransport-

Produktqualitat Permeatdruck ratur modell

Membranflachen- Temperatur Stoffsystem Zielfunktion

bzw Platzbedarf Feedstrom Membrantrenn-

volumenspezifische Strémungsfiihrung charakteristik

Leistung etc etc Preise etc

Feed

Abb 5.42 Schema eines Hohlfasermoduls fiir die Umkehrosmose 7]

r7 L)

Tối ưu CHI PHÍ CHẾ TẠO

25

Abb 5.45, Einfluss đer Fasereeometrie auf đie spezifische Modulleistung

Téi wu CHI PHI CHE TAO

Thiết kế và tối ưu hóa mô đun mang

und der fiir die analytische Lésung verwendeten Charakteristik

Abb 5.51 Volumenspezifische Leistung eines 4“- und eines 8“-Moduls in Abhingigkeit

van der Tacchenzahl

Modul Rohr- Hohlfaser-/ Platten- Wickel- Kissen-

modul Kapillar- modul modul modul Verfahren modul