Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 4 стр.

                                                                                                    x2 = g ( x1 ) ;          (2.1)
                                                                                                G = f ( x1 ) .               (2.2)
                                                                            Здесь Х1 – массовая доля растворённого вещества в раз-
                                                                     деляемом растворе в произвольном сечении аппарата, Х2 – мас-
                                                                     совая доля растворённого вещества в пермеате в том же сече-
Рис. 2.1. Принципиальная схема основного варианта мембранного раз-   нии, G – удельная производительность.
деления растворов                                                           Запишем уравнения материального баланса по всему ве-
       Исходный раствор поступает на вход мембранного                ществу и по растворенному компоненту для аппарата в целом:
аппарата ( или группы аппаратов), где установлена мембра-
на с достаточно высокой селективностью по всем раство-                                      LH = Wоб + LK ;                        (2.3)
ренным веществам. Проходя по напорному каналу, раствор                                    LH x1H = Wоб x2 + LK x1K .               (2.4)
концентрируется, а выходящий пермеат обеднён растворён-
ными веществами. По такой схеме осуществляют 2 опера-                      Здесь LH , LK - соответственно, массовые расходы ис-
ции – очистку воды и концентрирование растворенных ве-               ходного раствора и концентрата, Wоб - массовый расход пермеа-
ществ. Процессы эти проходят одновременно, поэтому на-
                                                                     та со всего аппарата, x 2 - массовая доля растворенного вещест-
звание схеме дают по той операции, которая более важна с
точки зрения поставленной задачи. Например, если целью               ва в пермеате, x1H , x1K - соответственно, массовые доли рас-
является получение пресной воды из морской, то говорят               творенного вещества в исходном растворе и концентрате.
«схема очистки» («обессоливания», «опреснения»). Если                        При расчете известны расход исходного раствора и его
необходимо повысить концентрацию растворённого веще-                 концентрация, которая обозначается x1K . Требуется найти рас-
ства в технологическом растворе, то говорят «схема кон-              ходы концентрата и пермеата и концентрацию растворенного
центрирования».                                                      вещества в пермеате. Таким образом, имеем три неизвестных,
      Примем, что в напорном канале аппарата раствор                 но только два уравнения. Получим недостающее третье уравне-
движется в режиме идеального вытеснения. Это означает,               ние с помощью следующего вывода.
что концентрации и скорости постоянны в любой точке по-                      Рассмотрим участок от входа в аппарат до какого-либо
перечного сечения напорного канала, продольное переме-               произвольного сечения (рис. 2.2).
шивание отсутствует, концентрация плавно изменяется от
входа в аппарат до выхода из него. Примем также, что пер-
меат отводится перпендикулярно потоку разделяемого рас-
твора и процесс идёт при постоянном давлении и темпера-
туре.
      При сделанных допущениях концентрация пермеата                      Рис. 2.2. Схема потоков и концентраций растворов в аппарате иде-
и удельная производительность мембраны являются функ-                ального вытеснения
циями только концентрации разделяемого раствора.
                             7                                                                             8