Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 40 стр.

UptoLike

Рис. 7.3. Схема фракционирования трехкомпонентного раствора
.
Представленная схема иллюстрирует процесс фрак-
ционирования на примере разделения по фракциям трех
растворенных веществА, В и С. Исходный раствор посту-
пает в 1-й аппарат (или установку), где мембрана высокосе-
лективна по компоненту А, но малоселективна или неселек-
тивна по компонентам В и С. Здесь происходит концентри-
рование компонента А Концентрация же компонентов В и С
сохраняется практически на исходном уровне. Поэтому ре-
тант представляет собой раствор, обогащенный компонен-
том А, содержащий в качестве примесей компоненты В и С.
Пермеат из I-го аппарата (установки) представляет
собой раствор компонентов В и С и может не содержать
компонента А, если
1=
А
ϕ
(как показано на рисунке 7.3).
Этот раствор поступает во II-й аппарат (или установку), где
мембрана высокоселективна по компоненту В, но неселек-
тивна или малоселективна по компоненту С. Здесь получа-
ются ретант, обогащенный компонентом В, с примесью
компонента С, и пермеат, представляющий собой раствор
практически чистого компонента С.
Если чистота компонента А в ретанте первого аппа-
рата (установки) или компонента В в ретанте второго нас не
79
удовлетворяет, то их можно очистить до необходимого
уровня диафильтрацией, используя те же мембраны, что при-
менялись при фракционировании.
Расчет схемы фракционирования сводится к последо-
вательному расчету нескольких схем концентрирования рас-
творенных веществ, то есть схем, работающих по основному
варианту мембранного разделения. Особенность расчета бу-
дет заключаться в том, что потребуется рассчитывать концен-
трации компонентов в ретантах и пермеатах, исходя из своего
значения селективности по ключевому компоненту. В изо-
браженной на рис. 7.3. схеме в первом аппарате (установки)
ключевым является компонент А, во второмкомпонент В.)
Число ступеней фракционирования может быть най-
дено как число компонентов исходного раствора, подлежа-
щих фракционированию, минус единица.
Пример
Производится фракционирование молочной сыворот-
ки, содержащей 068 мас. % белка, 4,7 мас. лактозы, 1 мас. %
минеральных солей и низкомолекулярных примесей. Расход
сыворотки 1000 кг/ч. На первой ступени фракционирования
используется установка ультрафильтрации с селективностью
мембраны по белку 99,9 %, по лактозе 10 % и по солям и
другим примесям 0%. На второй ступени фракционирования
применяется установка обратного осмоса с мембраной,
имеющей селективность по белку 100%, по лактозе 96 % и
суммарно по минеральным солям и низкомолекулярным
примесям 50 %.
Требуется повысить концентрацию лактозы до 25 мас.
% на второй ступени.
Найдите расходы всех потоков в установках и их со-
ставы по всем компонентам.
80
                                                                   удовлетворяет, то их можно очистить до необходимого
                                                                  уровня диафильтрацией, используя те же мембраны, что при-
                                                                  менялись при фракционировании.
                                                                         Расчет схемы фракционирования сводится к последо-
                                                                  вательному расчету нескольких схем концентрирования рас-
                                                                  творенных веществ, то есть схем, работающих по основному
                                                                  варианту мембранного разделения. Особенность расчета бу-
                                                                  дет заключаться в том, что потребуется рассчитывать концен-
                                                                  трации компонентов в ретантах и пермеатах, исходя из своего
                                                                  значения селективности по ключевому компоненту. В изо-
                                                                  браженной на рис. 7.3. схеме в первом аппарате (установки)
   Рис. 7.3. Схема фракционирования трехкомпонентного раствора.   ключевым является компонент А, во втором – компонент В.)
                                                                         Число ступеней фракционирования может быть най-
       Представленная схема иллюстрирует процесс фрак-
                                                                  дено как число компонентов исходного раствора, подлежа-
ционирования на примере разделения по фракциям трех
                                                                  щих фракционированию, минус единица.
растворенных веществ – А, В и С. Исходный раствор посту-
пает в 1-й аппарат (или установку), где мембрана высокосе-
                                                                                             Пример
лективна по компоненту А, но малоселективна или неселек-
тивна по компонентам В и С. Здесь происходит концентри-
                                                                         Производится фракционирование молочной сыворот-
рование компонента А Концентрация же компонентов В и С
                                                                  ки, содержащей 068 мас. % белка, 4,7 мас. лактозы, 1 мас. %
сохраняется практически на исходном уровне. Поэтому ре-
                                                                  минеральных солей и низкомолекулярных примесей. Расход
тант представляет собой раствор, обогащенный компонен-
                                                                  сыворотки 1000 кг/ч. На первой ступени фракционирования
том А, содержащий в качестве примесей компоненты В и С.
                                                                  используется установка ультрафильтрации с селективностью
       Пермеат из I-го аппарата (установки) представляет
                                                                  мембраны по белку 99,9 %, по лактозе 10 % и по солям и
собой раствор компонентов В и С и может не содержать
                                                                  другим примесям 0%. На второй ступени фракционирования
компонента А, если ϕ А = 1 (как показано на рисунке 7.3).         применяется установка обратного осмоса с мембраной,
Этот раствор поступает во II-й аппарат (или установку), где       имеющей селективность по белку 100%, по лактозе 96 % и
мембрана высокоселективна по компоненту В, но неселек-            суммарно по минеральным солям и низкомолекулярным
тивна или малоселективна по компоненту С. Здесь получа-           примесям 50 %.
ются ретант, обогащенный компонентом В, с примесью                       Требуется повысить концентрацию лактозы до 25 мас.
компонента С, и пермеат, представляющий собой раствор             % на второй ступени.
практически чистого компонента С.                                        Найдите расходы всех потоков в установках и их со-
       Если чистота компонента А в ретанте первого аппа-          ставы по всем компонентам.
рата (установки) или компонента В в ретанте второго нас не
                                79                                                               80