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 »
