Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 38 стр.

                                   1
                                        x2
                                                                                                 Примеры
                           W1 ⋅ x wϕ1          dx .                         1.Определите, можно ли в одноступенчатой схеме
                    F2 =
                               ϕ        ∫
                                        x w1
                                               1+ϕ
                                                       (7.27′)
                                                                     сконцентрировать раствор от 0,1 до 0,5 мас. % при селектив-
                                                ϕ
                                       x
                                                                     ности мембраны 0,986, если концентрация растворенного ве-
        Можно видеть, что каждая схема описывается девятью
                                                                     щества в пермеате не должна превышать 0,001 мас. % Если
уравнениями. Считая известными ϕ , G0 и с, получаем, что в
                                                                     нельзя, то выберите тип двухступенчатой схемы, которую це-
каждой схеме 13 переменных (в первой схеме – L0, LK, L1,             лесообразно использовать.
W,W2, x0, xK, xw, xw2, x1, x1см, F1,F2, во второй – L0, LK, L2, W,
W1, x0, xK, xw, xw1, x2, xсм, F1, F2).                                                        Решение
        Таким образом, должно быть задано 4 переменных,                   Определим критическое значение селективности по
чтобы решить 9 уравнений с 9 неизвестными.                           формуле(2.14):
        Обычно задается расход исходного раствора L0, его                                          0 ,5 ⋅ 10 − 2
                                                                                                ln
концентрация x0, а также концентрация пермеата xw и концен-                                         0 ,1 ⋅ 10 − 2
                                                                                     ϕ =                               = 0 ,995
трата xK.                                                                                   0 ,5 ⋅ 10 − 2 − 1 ⋅ 10 − 5
                                                                                         ln
        Тогда расчет двухступенчатой схемы выполняется в                                    0 ,1 ⋅ 10 − 2 − 1 ⋅ 10 − 5
следующем порядке:
        С помощью уравнений (7.19′) и (7.20′) находятся рас-               Селективность мембраны, которой мы располагаем,
ход концентрата LK и пермеата W. Затем методом последова-            меньше этой величины, поэтому одноступенчатая схема не-
тельных приближений решаются уравнения (7.21) – (7.25) в             пригодна.
первой схеме или (7.21′) – (7.25′) во второй. Когда все потоки             Для выбора типа двухступенчатой схемы определим
и их концентрации будут найдены, по уравнениям (7.26),                       1
(7.27) или (7.26′), (7.27′) определяется рабочая поверхность         K0 и       .
мембраны каждой ступени.                                                   1−ϕ
        Далее последовательность расчета не отличается прин-                                x      0,1 ⋅ 10 − 2
ципиально от рассмотренной в главе 6: каждая ступень сек-                              K0 = 0 =                  = 100 ;
                                                                                            x w 0,001 ⋅ 10 − 2
ционируется, после чего для нее проводятся уточняющие рас-
четы и т.д. Единственной существенной особенностью расчета                               1           1
                                                                                             =−               = 71,43 .
является то, что после определения наблюдаемой селективно-                              1−ϕ     1 − 0,986
сти по двум ступеням, и сходимость считается достигнутой,                   1
когда на каждой из двух ступеней расхождение по рабочей по-          K0 >      , поэтому выбираем вторую схему, обеспечиваю-
                                                                          1−ϕ
верхности мембран не превышает указанной величины (5 –
10%).                                                                щую повышенную степень очистки раствора.
        Если расчет одной схемы приводит к абсурдным ре-                    2. На вход двухступенчатой установки обратного ос-
зультатам, не имеющим физического смысла, то это означает,           моса, работающей по первому типу (обеспечивающему пре-
что мы вышли из области физического существования данной             имущественно повышенную степень концентрирования), по-
схемы. В таком случае целесообразно выбрать другую схему.            ступает 60000 кг/ч раствора с концентрацией 0,2 мас. %.
                                   75                                                                 76