[go: up one dir, main page]

RU2009149493A - Мембранные структуры и их изготовление и использование - Google Patents

Мембранные структуры и их изготовление и использование Download PDF

Info

Publication number
RU2009149493A
RU2009149493A RU2009149493/05A RU2009149493A RU2009149493A RU 2009149493 A RU2009149493 A RU 2009149493A RU 2009149493/05 A RU2009149493/05 A RU 2009149493/05A RU 2009149493 A RU2009149493 A RU 2009149493A RU 2009149493 A RU2009149493 A RU 2009149493A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channels
monolith
zeolite
membrane
structure according
Prior art date
Application number
RU2009149493/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Грехем Джон БРАТТОН (GB)
Грехем Джон БРАТТОН
Колин Дэнни МЕРТОН (GB)
Колин Дэнни МЕРТОН
Original Assignee
ФЕНИКС АйПиАр ЛИМИТЕД (GB)
ФЕНИКС АйПиАр ЛИМИТЕД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕНИКС АйПиАр ЛИМИТЕД (GB), ФЕНИКС АйПиАр ЛИМИТЕД filed Critical ФЕНИКС АйПиАр ЛИМИТЕД (GB)
Publication of RU2009149493A publication Critical patent/RU2009149493A/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02Inorganic material
    • B01D71/028Molecular sieves
    • B01D71/0281Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • B01D63/066Tubular membrane modules with a porous block having membrane coated passages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039Inorganic membrane manufacture
    • B01D67/0051Inorganic membrane manufacture by controlled crystallisation, e,.g. hydrothermal growth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0093Chemical modification
    • B01D67/00931Chemical modification by introduction of specific groups after membrane formation, e.g. by grafting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/105Support pretreatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/04Specific sealing means
    • B01D2313/041Gaskets or O-rings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2319/00Membrane assemblies within one housing
    • B01D2319/04Elements in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/30Cross-linking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/42Details of membrane preparation apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

1. Мембранная структура, содержащая трубчатый пористый керамический монолит, имеющий трубчатые каналы, каждый из которых имеет внутренний диаметр 5-9 мм, сформированные внутри монолита, с цеолитовый мембраной, сформированной на внутренней поверхности каждого из каналов, при этом имеется пять или более каналов. ! 2. Структура по п.1, в которой имеется четыре или шесть каналов при условии, что при наличии четырех каналов их длина составляет более 600 мм. ! 3. Структура по п.1, в которой имеется двенадцать каналов. ! 4. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой толщина стенки между каналами составляет примерно 2 мм. ! 5. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой толщина стенки между каналами и внешней поверхностью монолита составляет примерно 4 мм. ! 6. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит имеет длину примерно 1200 мм. ! 7. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит имеет внешний диаметр 20-50 мм. ! 8. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой каждая цеолитовая мембрана имеет диаметр 5-9 мм, например примерно 6,4 мм. ! 9. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой опора изготовлена из спеченного керамического порошка и имеет размер пор, который составляет 0,1-20 мкм. ! 10. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит изготовлен из спеченного α-оксида алюминия. ! 11. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой мембраны изготовлены из цеолита 4А. ! 12. Структура по п.11, в которой мембрана дополнительно содержит поверхностно-модифицирующий агент, обладающий поперечной межмолекулярной связью с цеолитом, образуя мембрану, в которой практически отсутствуют дефекты. ! 13. Структура по п.12, в которой поверхностно-модифицирующий агент обладает поперечной молекулярной связью с кремниевой кислотой и

Claims (37)

1. Мембранная структура, содержащая трубчатый пористый керамический монолит, имеющий трубчатые каналы, каждый из которых имеет внутренний диаметр 5-9 мм, сформированные внутри монолита, с цеолитовый мембраной, сформированной на внутренней поверхности каждого из каналов, при этом имеется пять или более каналов.
2. Структура по п.1, в которой имеется четыре или шесть каналов при условии, что при наличии четырех каналов их длина составляет более 600 мм.
3. Структура по п.1, в которой имеется двенадцать каналов.
4. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой толщина стенки между каналами составляет примерно 2 мм.
5. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой толщина стенки между каналами и внешней поверхностью монолита составляет примерно 4 мм.
6. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит имеет длину примерно 1200 мм.
7. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит имеет внешний диаметр 20-50 мм.
8. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой каждая цеолитовая мембрана имеет диаметр 5-9 мм, например примерно 6,4 мм.
9. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой опора изготовлена из спеченного керамического порошка и имеет размер пор, который составляет 0,1-20 мкм.
10. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой монолит изготовлен из спеченного α-оксида алюминия.
11. Структура по пп.1, 2 или 3, в которой мембраны изготовлены из цеолита 4А.
12. Структура по п.11, в которой мембрана дополнительно содержит поверхностно-модифицирующий агент, обладающий поперечной межмолекулярной связью с цеолитом, образуя мембрану, в которой практически отсутствуют дефекты.
13. Структура по п.12, в которой поверхностно-модифицирующий агент обладает поперечной молекулярной связью с кремниевой кислотой или алкилсиликатом.
14. Способ обработки множества пористых подложек, которые имеют трубчатые каналы, сформированные в них с целью обработки подложек для образования мембраны, при этом способ включает в себя:
(a) формирование водной суспензии частиц цеолита; и
(b) пропускание суспензии поочередно (i) через трубчатые каналы и (ii) наружу сквозь стенки трубчатых каналов для осаждения слоя частиц цеолита на внутренние поверхности трубчатых каналов;
при этом пористые подложки обрабатывают в камерах, а суспензию подают в камеры из первого общего коллектора через соответствующие направляющие трубы и восстанавливают через рекуперационные трубы, ведущие во второй общий коллектор, причем первый и второй коллекторы, а также направляющие и рекуперационные трубы сконструированы таким образом, чтобы вспомогательные проходы в каждую камеру и из нее были практически одинаковыми.
15. Способ по п.14, в котором камеры расположены в кольцеобразном порядке.
16. Способ по п.14 или 15, в котором имеется более четырех камер.
17. Способ по п.14 или 15, в котором каждая подложка отполирована на ее торцевой поверхности и частично вдоль ее боковой поверхности, а каждая камера имеет эластомерные уплотнительные элементы, спроектированные для уплотнения подложки, когда она находится в камере, вследствие чего прямой поток текучей среды течет только через трубчатые каналы, и текучая среда может попадать в кольцевую область между внешней стороной подложки и кожухом только через ее пористое тело.
18. Способ по п.14 или 15, в котором из внешних кольцевых областей кожухов в общую выпускную трубу ведут шланги.
19. Способ по п.14 или 15, в котором суспензию формируют путем смешивания друг с другом частиц цеолита с различным распределением частиц по размерам, имеющих диаметр 20-0,1 мкм, с образованием суспензии частиц.
20. Способ по п.19, включающий в себя распыление частиц цеолита и смешивание распыленных частиц с неразмолотыми частицами для получения смеси частиц цеолита.
21. Способ обработки множества пористых подложек, которые имеют трубчатые каналы, сформированные в них для формирования мембран в упомянутых каналах, при этом способ включает в себя:
(a) формирование водной суспензии частиц цеолита;
(b) пропускание суспензии поочередно (i) через трубчатые каналы и (ii) наружу сквозь стенки трубчатых каналов для осаждения слоя частиц цеолита на внутренние поверхности трубчатых каналов; и
(с) осаждение или кристаллизацию цеолитовых мембран на частицах цеолита путем кристаллизации геля,
при этом пористые подложки обрабатывают на этапе (b) в камерах, а суспензию подают в камеры из первого общего коллектора посредством соответствующих направляющих труб и восстанавливают посредством рекуперационных труб, ведущих во второй общий коллектор, причем первый и второй общий коллекторы, а также направляющие и рекуперационные трубы сконструированы таким образом, чтобы вспомогательные проходы в каждую камеру и из нее были практически одинаковыми.
22. Модуль, содержащий кожух, имеющий канал для сквозного потока и поперечный канал, и множество мембранных структур по любому из пп.1-13, зафиксированных в пространственном параллельном взаиморасположении в каналах для сквозного потока, и уплотнительные элементы, осуществляющие герметизацию на каждом конце между каждой мембранной структурой и кожухом.
23. Мембранная структура, содержащая трубчатый пористый керамический монолит, имеющий трубчатые каналы, каждый из которых имеет внутренний диаметр 5-9 мм, сформированные в монолите, с цеолитовыми мембранами, сформированными на внутренней поверхности каждого из каналов, при этом имеется четыре или более каналов, расположенных в одном кольце, причем толщина стенок между каналами составляет примерно 2 мм, а толщина стенок между каналами и внешней поверхностью монолита составляет примерно 4 мм.
24. Способ формирования цеолитовых мембран на внутренних поверхностях множества каналов в основном в цилиндрическом пористом керамическом монолите, где каналы проходят от одного конца монолита до другого, причем упомянутый способ включает в себя этапы:
- направления течения жидкости для предварительной обработки, включающей в себя реагент, инициирующий образование цеолита, в каналы;
- принуждения по меньшей мере части компонента в виде жидкости-носителя указанной жидкости для обработки течь из каналов в тело монолита и через него наружу; и
- принуждение кристаллов цеолита к осаждению на пористых внутренних поверхностях каналов при течении компоненты в виде жидкости-носителя в монолит.
25. Способ по п.24, в котором монолит имеет четыре канала.
26. Способ по п.24, в котором монолит имеет более четырех каналов.
27. Способ по любому из пп.24-26, в котором жидкость для предварительной обработки представляет собой водяную жидкость.
28. Способ по любому из пп.24-26, в котором жидкость для предварительной обработки содержит суспендированные частицы цеолита.
29. Способ по п.28, в котором частицы цеолита содержат смесь неизмельченных частиц и тонкоизмельченных частиц.
30. Способ по любому из пп.24-26, осуществляемый с использованием технологии остановленной струи, заставляющей компонент в виде жидкости-носителя течь в монолит и через монолит.
31. Способ по п.30, дополнительно включающий в себя формирование цеолитовой мембраны в предварительно обрабатываемых каналах за один этап с использованием геля для синтеза.
32. Способ по п.31, дополнительно включающий в себя обработку цеолитовых мембран в каналах кремниевой кислотой или поликремниевой кислотой или их смесью в целях снижения количества дефектов и точечных отверстий в мембране.
33. Способ удаления воды из органической жидкости, содержащей воду, который включает в себя направление потока органической жидкости через каналы в одной или нескольких мембранных структурах по любому из пп.1-13 или изготовленных способом по любому из пп.14-22 или 24-32, позволяющий воде течь через мембраны упомянутой мембранной структуры и извлечение из упомянутых каналов органической жидкости с пониженным содержанием воды.
34. Способ по п.33, в котором органическая жидкость представляет собой спирт.
35. Способ по п.33, в котором органическая жидкость представляет собой этанол или бутанол.
36. Способ очистки воды, содержащей соль или другие загрязнители, который включает в себя направление потока воды через каналы в одной или нескольких мембранных структурах по любому из пп.1-13 или изготовленных способом по любому из пп.14-22 или 24-32 и восстановление воды, которая потекла через мембраны каналов и через монолит или монолиты.
37. Способ по п.36, в котором восстановленная вода обладает проводимостью менее 20 мкСм/см.
RU2009149493/05A 2007-05-30 2008-05-23 Мембранные структуры и их изготовление и использование RU2009149493A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0710265.0 2007-05-30
GBGB0710265.0A GB0710265D0 (en) 2007-05-30 2007-05-30 Membrane structures and their production and use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2009149493A true RU2009149493A (ru) 2011-07-27

Family

ID=38289504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009149493/05A RU2009149493A (ru) 2007-05-30 2008-05-23 Мембранные структуры и их изготовление и использование

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20100170851A1 (ru)
EP (1) EP2155367B1 (ru)
JP (1) JP2010527784A (ru)
CN (1) CN101687147A (ru)
AT (1) ATE530244T1 (ru)
BR (1) BRPI0811381A2 (ru)
CA (1) CA2688418A1 (ru)
GB (1) GB0710265D0 (ru)
RU (1) RU2009149493A (ru)
WO (1) WO2008146037A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010009542A1 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 Dbi - Gastechnologisches Institut Ggmbh Freiberg Verfahren zur Abtrennung von Erdgas- oder Erdölbegleitgaskomponenten an anorganisch porösen Membranen
FR2957267B1 (fr) * 2010-03-10 2012-04-27 Technologies Avancees Et Membranes Ind Nouvelle geometrie de support et membrane de filtration
AU2012293704B2 (en) * 2011-08-09 2015-07-09 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Large surface supported molecular sieve membrane
WO2013039453A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-21 National University Of Singapore A ceramic membrane containing carbon nanotubes
WO2013121594A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Dehydration of water containing source of formaldehyde, and a method for producing an ethylenically unsaturated carboxylic ester
TWI507648B (zh) * 2012-12-13 2015-11-11 Ind Tech Res Inst 地溫熱交換系統及其地溫熱能發電與地溫熱泵系統
FR3006606B1 (fr) * 2013-06-11 2015-07-03 Tech Avancees Et Membranes Industrielles Procede de fabrication de membranes de filtration par technique additive et membranes obtenues
FR3012421B1 (fr) * 2013-10-31 2016-12-09 Intertechnique Sa Procede et dispositif d'inertage d'un reservoir de carburant
CN104209013B (zh) * 2014-08-01 2017-01-11 江苏云才材料有限公司 一种非对称内壁分离膜的制备方法
CN108176252A (zh) * 2017-09-06 2018-06-19 李晨舒 一种中空纤维NaA分子筛膜的合成装置及合成方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01184005A (ja) * 1988-01-18 1989-07-21 Ngk Insulators Ltd 複層フイルタの濾過膜形成装置
JPH0398627A (ja) * 1989-09-13 1991-04-24 Ngk Insulators Ltd セラミックフィルタの製造方法
FR2720953B1 (fr) * 1994-06-08 1996-08-30 Tami Ind Elément inorganique multicanal pour la filtration d'un fluide.
JP3905461B2 (ja) * 1995-11-24 2007-04-18 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ゼオライト膜の製造方法
DE69714622T2 (de) * 1996-01-31 2003-04-10 Corning Inc., Corning Filter und dessen Verwendung
GB9723253D0 (en) * 1997-11-04 1998-01-07 Bratton Graham J Water treatment process
GB9821706D0 (en) * 1998-10-07 1998-12-02 Bratton Graham J Membrane structure
GB9822056D0 (en) * 1998-10-10 1998-12-02 Bratton Graham J Membrane pre-treatment process
US6509060B1 (en) * 1999-02-01 2003-01-21 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing filter having ceramic porous film as separating film
JP3764309B2 (ja) * 1999-09-29 2006-04-05 真一 中尾 ゼオライト膜製膜方法
FR2805331B1 (fr) * 2000-02-21 2002-05-31 Ceramiques Tech Soc D Element multicanal et procede de fabrication d'un tel element
US6716275B1 (en) * 2001-12-11 2004-04-06 Sandia Corporation Gas impermeable glaze for sealing a porous ceramic surface
JP2004050129A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 分離膜エレメント及び分離装置
US20060090649A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Wei Liu High separation area membrane module
EP1900687B1 (en) * 2005-06-10 2010-04-21 Mitsubishi Chemical Corporation Manufacturing device for zeolite membrane

Also Published As

Publication number Publication date
CN101687147A (zh) 2010-03-31
ATE530244T1 (de) 2011-11-15
EP2155367A1 (en) 2010-02-24
CA2688418A1 (en) 2008-12-04
BRPI0811381A2 (pt) 2014-12-09
US20100170851A1 (en) 2010-07-08
JP2010527784A (ja) 2010-08-19
EP2155367B1 (en) 2011-10-26
GB0710265D0 (en) 2007-07-11
WO2008146037A1 (en) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2009137764A (ru) Мембранные структуры, их изготовление и исполнение
RU2009149493A (ru) Мембранные структуры и их изготовление и использование
CN103933860B (zh) 一种车用尿素的制备系统
US20100090165A1 (en) Process and apparatus for treatment of organic solvents
CN103663624A (zh) 一种油田回注水的精制方法
CN102674636A (zh) 一种印染废水生物处理的动态组合反应装置
WO2020200141A1 (zh) 一种气体裂泡净化装置、系统、方法及应用
CN202983322U (zh) 一种脱盐水生产用擦洗装置
CN104923051A (zh) 一种涂装废气、废水、废渣一体净化系统
CN101016175A (zh) 一种脱除含硫酸镁废水溶液中的硫酸镁的方法
WO2023109044A1 (zh) 一种含二氧化碳捕集吸收剂的废液的处理系统及方法
CN102720567A (zh) 内燃机尾气处理装置
CN205874110U (zh) 一种船舶尾气与废水一体化处理设备
JP7357529B2 (ja) ゼオライト膜複合体の製造方法、および、ゼオライト膜複合体
EP2825280B1 (en) Membrane separating system and membrane separating method
CN216837425U (zh) 一种含二氧化碳捕集吸收剂的废液的处理系统
CN215049341U (zh) 一体化污水处理设备
CN212609690U (zh) 一种帘式有机废水处理设备
JP2001062265A (ja) ガス分離フィルタおよびその製造方法
CN209564851U (zh) 一种石墨烯浓缩分离系统
CN201505510U (zh) 方形柱式浸入式膜组件、膜堆及过滤系统
CN205556198U (zh) 中空陶瓷板、纳米水膜空气泡发生装置及废气处理装置
CN102125799B (zh) 一种废气中二氧化碳去除设备
CN204816100U (zh) 一种工业烟尘净化装置
CN204588807U (zh) 一种节能型膜反应器装置

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20121205