Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 32 стр.

UptoLike

Перерасчет проводится за счет отхода от оптималь-
ного секционирования посредством искусственного умень-
шения числа секций, пока гидравлическое сопротивление не
снизится до приемлемого уровня. Уменьшение числа сек-
ций будет сопровождаться снижением скорости потока в
напорных каналах и увеличением КП, что должно быть уч-
тено в окончательном варианте расчета установки.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие параметры при выдаче исходных данных для
расчета установки задаются в виде неравенств и почему?
2.
После расчета какого параметра проверяется при-
годность выбранной мембраны для целей разделения?
3.
Каким образом в секционированной установке нахо-
дится общее сопротивление напорного канала и общее со-
противление дренажного канала?
4.
Почему в окончательном варианте расчета установки
общее гидравлическое сопротивление не должно превышать
3020 ÷ % от перепада рабочего давления через мембрану?
5.
Когда заканчивается тот этап расчетов, который свя-
зан с использованием метода последовательных приближе-
ний?
7. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ
МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
7.1. Установки с циркуляционным контуром
В ряде случаев возникает необходимость создания
высоких скоростей потока в напорном канале, которые не
обеспечиваются насосом высокого давления, подающим
разделяемый раствор в установку. Высокие скорости тре-
буются, например, для того, чтобы предотвратить гелеобра-
зование в процессе ультрафильтрации, приводящее к резко-
му снижению удельной производительности мембран,
уменьшить загрязнение мембран осадками малораствори-
мых соединений в процессе обратного осмоса.
63
Для создания высоких скоростей потока в схему
включается циркуляционный насос, обладающий высокой
подачей, но сравнительно небольшим напором, требуемым
лишь для преодоления гидравлического сопротивления на-
порного канала.
На рис. 7.1 показана схема установки с циркуляцион-
ным контуром.
Рис. 7.1. Схема установки с циркуляционным контуром
Исходный раствор с массовым расходом L
H
и концен-
трацией x
1H
подается насосом высокого давления на вход
мембранного аппарата. Перед входом в аппарат к исходному
раствору добавляется циркулирующий поток с расходом
H
Lr
, где r – кратность циркуляции. После смешения образу-
ется раствор с расходом L
вх
и концентрацией
вх
x
, который и
поступает в аппарат, где происходит его концентрирование
до концентрации
K
x
1
. При этом образуется раствор с расхо-
дом
об
W и концентрацией
2
x . Из аппарата раствор выходит с
расходом L
вых
и концентрацией
K
x
1
. Часть его выводится из
установки в виде концентрата с расходом L
к
, другая часть на-
правляется циркуляционным насосом на смешение с исход-
ным раствором.
Расчет такой схемы при не слишком большой кратно-
сти циркуляции проводится на основе модели идеального вы-
теснения (см. главу 2). К тем двум уравнениям материального
баланса, которые имелись ((2.3) и (2.4)) и формально соответ-
64
       Перерасчет проводится за счет отхода от оптималь-          Для создания высоких скоростей потока в схему
ного секционирования посредством искусственного умень-      включается циркуляционный насос, обладающий высокой
шения числа секций, пока гидравлическое сопротивление не    подачей, но сравнительно небольшим напором, требуемым
снизится до приемлемого уровня. Уменьшение числа сек-       лишь для преодоления гидравлического сопротивления на-
ций будет сопровождаться снижением скорости потока в        порного канала.
напорных каналах и увеличением КП, что должно быть уч-            На рис. 7.1 показана схема установки с циркуляцион-
тено в окончательном варианте расчета установки.            ным контуром.
                 Вопросы для самоконтроля
   1. Какие параметры при выдаче исходных данных для
расчета установки задаются в виде неравенств и почему?
   2. После расчета какого параметра проверяется при-
годность выбранной мембраны для целей разделения?
   3. Каким образом в секционированной установке нахо-
дится общее сопротивление напорного канала и общее со-               Рис. 7.1. Схема установки с циркуляционным контуром
противление дренажного канала?
   4. Почему в окончательном варианте расчета установки              Исходный раствор с массовым расходом LH и концен-
общее гидравлическое сопротивление не должно превышать      трацией x1H подается насосом высокого давления на вход
20 ÷ 30 % от перепада рабочего давления через мембрану?     мембранного аппарата. Перед входом в аппарат к исходному
   5. Когда заканчивается тот этап расчетов, который свя-   раствору добавляется циркулирующий поток с расходом
зан с использованием метода последовательных приближе-      r ⋅ LH , где r – кратность циркуляции. После смешения образу-
ний?
                                                            ется раствор с расходом Lвх и концентрацией xвх , который и
7. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ
            МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ                          поступает в аппарат, где происходит его концентрирование
                                                            до концентрации x1K . При этом образуется раствор с расхо-
        7.1. Установки с циркуляционным контуром
      В ряде случаев возникает необходимость создания       дом Wоб и концентрацией x 2 . Из аппарата раствор выходит с
высоких скоростей потока в напорном канале, которые не      расходом Lвых и концентрацией x1K . Часть его выводится из
обеспечиваются насосом высокого давления, подающим          установки в виде концентрата с расходом Lк, другая часть на-
разделяемый раствор в установку. Высокие скорости тре-      правляется циркуляционным насосом на смешение с исход-
буются, например, для того, чтобы предотвратить гелеобра-   ным раствором.
зование в процессе ультрафильтрации, приводящее к резко-          Расчет такой схемы при не слишком большой кратно-
му снижению удельной производительности мембран,            сти циркуляции проводится на основе модели идеального вы-
уменьшить загрязнение мембран осадками малораствори-        теснения (см. главу 2). К тем двум уравнениям материального
мых соединений в процессе обратного осмоса.                 баланса, которые имелись ((2.3) и (2.4)) и формально соответ-
                               63                                                            64