ВУЗ:
Составители:
Получим теперь выражения для определения рабо-
чей поверхности мембран или времени диафильтрации. По-
скольку G = const, количество пермеата (или растворителя)
определится соотношением:
KK
FGW
τ
⋅
⋅=
, (7.68)
где
K
τ
- время завершенного процесса диафильтрации.
Отсюда:
G
W
F
K
K
=⋅
τ
.
Подставим сюда W
K
из (7.61):
()
()
()
HC
p
K
HC
HC
p
HCHC
HC
K
x
K
x
xx
G
L
F
−−
−−
−
=⋅
0
0
0
0
1
1
ln
1
ϕ
ϕ
ϕ
τ
. (7.69)
С помощью (7.69) можно рассчитать рабочую по-
верхность мембран F при заданном
K
τ
или же время
процесса диафильтрации
K
τ
в аппарате с известной поверх-
ностью мембран.
В случаях, когда используется чистый растворитель,
HC
p
x = 0,
BC
p
x = 0 и расчетные выражения существенно упро-
щаются .
Так, (7.61) приобретает вид:
0
0
ln
1
K
L
W
HC
K
ϕ
−
= . (7.70)
Параметр
λ
преобразуется к виду:
()
()
()
(
)
()
HC
BC
KK
L
W
HC
BC
BC
K
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕλ
−
−
=
−
−
=
−=
1
1
00
0
ln
1
1
exp1exp
.
С учетом упрощенного
λ
и 0=
BC
p
x выражение
(7.64) запишется в форме:
()
()
HC
BC
K
x
x
BC
BC
K
ϕ
ϕ
−
−
=
1
1
0
0
; (7.71)
99
выражение (7.67):
()
HC
K
HC
K
НС
п
xx
W
L
x −=
0
0
; (7.72)
выражение (7.68):
109
()
BC
K
BC
K
ВС
п
xx
W
L
x −=
0
0
; (7.73)
выражение (7.69):
()
0
0
ln
1
K
G
L
F
HC
K
ϕ
τ
−
=⋅
. (7.74)
Интересно отметить, что выражение (7.70) аналогично
выражению (7.41), характеризующему минимальный расход
растворителя (или пермеата) при непрерывной диафильтра-
ции.
Примеры
1. Водный раствор неорганической соли необходимо
очистить от примесей низкомолекулярных органических ве-
ществ, для чего предполагается использовать непрерывную
диафильтрацию с перекрестным током раствора и раствори-
теля с применением аппаратов обратного осмоса с рулонным
фильтрующим элементом. Расход исходного раствора 6000
кг/ч, концентрация в нем соли 1 мас. %, концентрация орга-
нических веществ 0,5 мас. %. В очищенном растворе концен-
трация органических веществ не должна превышать 0,05 мас.
%. Диафильтрацию предполагается проводить на 7 ступенях.
В рабочих условиях удельная производительность мембраны
30 кг/ч, ее селективность по неорганической соли 99,5 %, по
органическим веществам 20 %. Диафильтрация проводится
чистой водой.
Определите расход воды и установите, во сколько раз он
больше минимального, найдите рабочую поверхность мембран в
установке, концентрацию соли в очищенном растворе и пермеа-
те и концентрацию органических веществ в пермеате.
100
Получим теперь выражения для определения рабо- выражение (7.67): чей поверхности мембран или времени диафильтрации. По- скольку G = const, количество пермеата (или растворителя) НС xп = WK (x0 − x KHC ) ; L0 HC (7.72) определится соотношением: выражение (7.68): WK = G ⋅ F ⋅ τ K , (7.68) 109 где τ K - время завершенного процесса диафильтрации. W ВС xп = WK ( L0 BC ) x 0 − x KBC ; (7.73) Отсюда: F ⋅ τ K = K . G выражение (7.69): Подставим сюда WK из (7.61): L0 F ⋅τ K = L0 (1 − ϕ )x0HC − x pHC HC . (7.69) F ⋅τ K = (1 − ϕ )G ln K HC 0 . (7.74) (1 − ϕ HC )G ln (1 − ϕ HC ) x0K − x HC Интересно отметить, что выражение (7.70) аналогично p K0 выражению (7.41), характеризующему минимальный расход С помощью (7.69) можно рассчитать рабочую по- растворителя (или пермеата) при непрерывной диафильтра- верхность мембран F при заданном τ K или же время ции. процесса диафильтрации τ K в аппарате с известной поверх- Примеры ностью мембран. 1. Водный раствор неорганической соли необходимо В случаях, когда используется чистый растворитель, очистить от примесей низкомолекулярных органических ве- x p = 0, x pBC = 0 и расчетные выражения существенно упро- HC ществ, для чего предполагается использовать непрерывную диафильтрацию с перекрестным током раствора и раствори- щаются . теля с применением аппаратов обратного осмоса с рулонным Так, (7.61) приобретает вид: фильтрующим элементом. Расход исходного раствора 6000 L0 кг/ч, концентрация в нем соли 1 мас. %, концентрация орга- WK = ln K 0 . (7.70) 1 − ϕ HC нических веществ 0,5 мас. %. В очищенном растворе концен- Параметр λ преобразуется к виду: трация органических веществ не должна превышать 0,05 мас. (1−ϕ ) ( ) %. Диафильтрацию предполагается проводить на 7 ступенях. BC W 1 − ϕ BC ( ) λ = exp K 1 − ϕ BC = exp ( ln K 0 = K 0(1−ϕ ) . ) HC В рабочих условиях удельная производительность мембраны 1−ϕ HC L0 30 кг/ч, ее селективность по неорганической соли 99,5 %, по С учетом упрощенного λ и x p = 0 выражение BC органическим веществам 20 %. Диафильтрация проводится (7.64) запишется в форме: чистой водой. Определите расход воды и установите, во сколько раз он x 0BC больше минимального, найдите рабочую поверхность мембран в x KBC = (1−ϕ ) ;BC (7.71) установке, концентрацию соли в очищенном растворе и пермеа- K (1−ϕ ) HC 0 те и концентрацию органических веществ в пермеате. 99 100
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- …
- следующая ›
- последняя »