Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 31 стр.

      Далее проводим секционирование установки по ме-            брану. В результате мы получаем уравнение, связывающее
тодике, описанной в 5-й главе. Необходимое для этого зна-        удельную производительность с концентрацией G = G0 = cx1 ,
чение расхода пермеата с одного аппарата LПА в первом            где константа c рассчитана с учетом КП.
приближении возьмем как произведение:                                   После этого определяем рабочую поверхность мем-
                          L ПА = Lср ⋅ Fa .                      бран по формуле (2.17). Полученное значение сравниваем со
        Будем считать также известным оптимальный расход         значением поверхности из первого приближения. Если рас-
раствора на входе в аппарат Lопт.                                хождение превысит 5 ÷ 10 %, необходимо перейти к третьему
        После выполнения секционирования становится воз-         приближению, начиная с определения числа аппаратов. По
можным расчет скоростей и величин критерия Рейнольдса в          достижении сходимости рассчитываем расходы пермеата и
напорных каналах аппаратов, выбор соответствующего кри-          концентрата и фактическую концентрацию пермеата (или
териального уравнения, расчет с его помощью коэффициен-          концентрата) (см. пример 1. гл. 3).
тов массоотдачи и наблюдаемой селективности по формуле                  На завершающем этапе расчетов определяется гидрав-
(3.1). Поскольку при секционировании обеспечиваются              лическое сопротивление установки с использованием фор-
близкие гидродинамические условия во всех аппаратах ус-          мул, приведенных в 4-й главе. При этом следует иметь в ви-
тановки, расчеты достаточно выполнить для двух сечений:          ду, что в секционированной установке общее сопротивление
на входе в аппараты первой секции и на выходе из аппара-         напорного канала может быть найдено как произведение со-
тов последней секции. Для последующих расчетов необхо-           противления одного аппарата на число секций, поскольку
димо использовать среднее арифметическое значение се-            гидродинамические условия во всех аппаратах практически
лективности по двум указанным сечениям.                          одинаковы, а соединяются секции последовательно. Гидрав-
        Теперь следует проверить пригодность выбранной           лическое сопротивление дренажного канала в установке рав-
мембраны для целей разделения, подставляя в выражение            но сопротивлению дренажного канала одного аппарата, по-
(2.14) значение наблюдаемой селективности. Если требова-         скольку все дренажные каналы параллельны.
ния к качеству разделения не выполняются, необходимо                    Если общее гидравлическое сопротивление установки
выбрать более селективную мембрану и провести для нее            окажется значительным (порядка 20 ÷ 30 % от величины пе-
расчеты с начала.                                                репада рабочего давления через мембрану), то возникает не-
        Предположим, что указанные требования выполня-           обходимость проведения перерасчета. Связано это с рядом
ются, тогда мы переходим к уточненным расчетам. При              обстоятельств. Во-первых, насосы, которыми обеспечиваются
этом, найдя величину концентрационной поляризации по             установки, имеют обычно напор только на 20% больше, чем
простому соотношению КП = (1 − ϕ ) / (1 − ϕ и ) , мы определя-   перепад рабочего давления через мембрану. Во-вторых,
ем удельную производительность мембраны по методике,             большое гидравлическое сопротивление вносит заметный
изложенной в 3-й главе, если основывались на эксперимен-         вклад в рост энергозатрат на процесс разделения. В-третьих,
тальной зависимости удельной производительности от кон-          первые секции установки будут работать в условиях сравни-
центрации в ячейке с интенсивным перемешиванием, или             тельно высоких давлений, что может привести к уплотнению
же учитываем КП в уравнении переноса воды через мем-             мембран и снижению их удельной производительности.
                                 61                                                            62