Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

q
qn
n
m
1
ln
1
1
1ln
1
−+
=
. (5.12)
Очевидно, что найденное по формуле (5.12) число
будет дробным и его следует округлить до ближайшего це-
лого числа в большую или меньшую сторону.
Для непосредственного проведения операции сек-
ционирования необходимо задаться величиной q. С увели-
чением q будет снижаться средняя скорость потока в аппа-
ратах, а значит, возрастать величина концентрационной по-
ляризации. Кроме того, следует учитывать, что значитель-
ное снижение скорости потока по длине аппарата, соответ-
ствующее высоким значениям q, может приводить к осаж-
дению на поверхности мембран взвешенных в растворе
микрочастиц и осадков малорастворимых солей. Это вызы-
вает необходимость частой промывки мембран, сокращает
срок их службы. С другой стороны, снижение q, сопровож-
даемое увеличением скорости в напорном канале, приводит
к росту гидравлического сопротивления и, следовательно,
затрат энергии на перекачивание жидкости, увеличению
числа секций, что усложняет конструкцию установки.
Поэтому наиболее правильный путь – это выбор зна-
чения q на основании технико-экономических расчетов.
Предположим, что выбор q осуществлен. Тогда рас-
четы проводятся в следующей последовательности.
Исходя из заданного расхода разделяемого раствора,
его состава и сформулированной задачи разделения выби-
рается мембрана и тип аппарата, рассчитывается общий
расход пермеата, производительность каждого аппарата по
пермеату и затем общее число аппаратов в установке.
Далее по формуле (5.9) рассчитывается число аппа-
ратов в первой секции и по формуле (5.12). Точное
51
соответствие между имеющимся числом аппаратов и полу-
ченным в результате секционирования может быть достигну-
то только случайно. Обычно же оказывается, что в m секциях
не достает некоторого числа аппаратов до величины n или же
имеется их избыток. Тогда следует перераспределить недос-
тающие или избыточные аппараты, добавляя или убавляя их
в секциях пропорционально расчетному числу аппаратов в
секциях.
В первом приближении расчеты выполняют на основе
идеализированной модели структуры потоков и ряда других,
рассмотренных выше упрощающих допущений, после прове-
дения секционирования определяют КП и выполняют уточ-
няющие расчеты.
Для ряда промышленных типов аппаратов, в частности
– с рулонными фильтрующими элементами, в паспортных
данных задается оптимальный расход раствора на входе в ап-
парат, обеспечивающий минимизацию концентрационной
поляризации при приемлемой величине гидравлического со-
противления. В таких случаях секционирование проводят
следующим образом.
Определяют число аппаратов в первой секции по фор-
муле:
опт
H
L
L
n =
1
,
где L
опт
– оптимальный расход раствора на входе в аппарат.
Далее на основании формулы (5.9) находят q:
H
ПА
L
Ln
q
⋅
=
−
1
1
1;
H
ПА
L
Ln
q
⋅
−=
1
1
1
;
опт
ПА
L
L
q
−=
1
1
;
опт
ПА
L
L
q
−
=
1
1
. (5.13)
Используя это значение q, мы можем по формуле
(5.10) определить число аппаратов в последующих секциях.
В ряде случаев полученное при секционировании рас-
52 
                             n  1                       соответствие между имеющимся числом аппаратов и полу-
                       ln 1 +  − 1                    ченным в результате секционирования может быть достигну-
                              n1  q 
                   m=                   .        (5.12)    то только случайно. Обычно же оказывается, что в m секциях
                                 1                          не достает некоторого числа аппаратов до величины n или же
                              ln
                                 q                          имеется их избыток. Тогда следует перераспределить недос-
       Очевидно, что найденное по формуле (5.12) число      тающие или избыточные аппараты, добавляя или убавляя их
будет дробным и его следует округлить до ближайшего це-     в секциях пропорционально расчетному числу аппаратов в
лого числа в большую или меньшую сторону.                   секциях.
       Для непосредственного проведения операции сек-               В первом приближении расчеты выполняют на основе
ционирования необходимо задаться величиной q. С увели-      идеализированной модели структуры потоков и ряда других,
чением q будет снижаться средняя скорость потока в аппа-    рассмотренных выше упрощающих допущений, после прове-
ратах, а значит, возрастать величина концентрационной по-   дения секционирования определяют КП и выполняют уточ-
ляризации. Кроме того, следует учитывать, что значитель-    няющие расчеты.
ное снижение скорости потока по длине аппарата, соответ-            Для ряда промышленных типов аппаратов, в частности
ствующее высоким значениям q, может приводить к осаж-       – с рулонными фильтрующими элементами, в паспортных
дению на поверхности мембран взвешенных в растворе          данных задается оптимальный расход раствора на входе в ап-
микрочастиц и осадков малорастворимых солей. Это вызы-      парат, обеспечивающий минимизацию концентрационной
вает необходимость частой промывки мембран, сокращает       поляризации при приемлемой величине гидравлического со-
срок их службы. С другой стороны, снижение q, сопровож-     противления. В таких случаях секционирование проводят
даемое увеличением скорости в напорном канале, приводит     следующим образом.
к росту гидравлического сопротивления и, следовательно,             Определяют число аппаратов в первой секции по фор-
затрат энергии на перекачивание жидкости, увеличению                                          L
                                                            муле:                       n1 = H ,
числа секций, что усложняет конструкцию установки.                                           Lопт
       Поэтому наиболее правильный путь – это выбор зна-    где Lопт – оптимальный расход раствора на входе в аппарат.
чения q на основании технико-экономических расчетов.            Далее на основании формулы (5.9) находят q:
       Предположим, что выбор q осуществлен. Тогда рас-
                                                                       1  n1 ⋅ L ПА 1         n ⋅L    1      L
четы проводятся в следующей последовательности.                       1 −  =      ;   = 1 − 1 ПА ;    = 1 − ПА ;
       Исходя из заданного расхода разделяемого раствора,               q      LH     q          LH   q      Lопт
его состава и сформулированной задачи разделения выби-                                          1
рается мембрана и тип аппарата, рассчитывается общий                                    q=            .           (5.13)
                                                                                                 L ПА
расход пермеата, производительность каждого аппарата по                                     1−
                                                                                                Lопт
пермеату и затем общее число аппаратов в установке.
       Далее по формуле (5.9) рассчитывается число аппа-            Используя это значение q, мы можем по формуле
ратов в первой секции и по формуле (5.12). Точное           (5.10) определить число аппаратов в последующих секциях.
                                   51                               В ряде случаев полученное при секционировании рас-
                                                                                              52

Страницы