Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Решение
Принимаем модель идеального вытеснения, посколь-
ку используются аппараты проточного типа, а удельная
производительность и селективность заданы в рабочих ус-
ловиях, т.е. с учетом КП.
Коэффициент очистки раствора от органических ве-
ществ:
10
105
105
4
3
0
0
=
⋅
⋅
==
−
−
HC
m
HC
x
x
K .
Общий расход воды по формуле (7.38):
()
2136011060007
2,017
1
=
−⋅=
−
об
W
кг/ч.
Минимальный расход по формуле (7.41):
17270
2,01
10ln
6000
,
=
−
=
миноб
W кг/ч;
237,1
17270
21360
,
==
миноб
об
W
W
.
Рабочая поверхность мембраны по (7.40):
712
30
21360
===
G
W
F
об
об
м
2
.
Концентрация соли в очищенном растворе по (7.44):
3
2,01
995,01
10857,91001,0
−
−
−
−
⋅=⋅=
BC
m
x
мас. долей.
Концентрация соли в пермеате по (7.47):
()
3
2,017
1
2,01
995,01
10264,1
1107
10101,0
−
−
−
−
−
⋅=
−
−
=
ВС
п
x
мас. долей.
Концентрация органических веществ в пермеате по
(7.46):
101
()
3
2,107
1
10264,1
1107
10
1
1005,0
−
⋅=
−
−
=
НС
п
x
мас. долей.
2. Водный раствор белка очищается от примесей низ-
комолекулярных органических веществ посредством перекрест-
ноточной диафильтрации с использованием аппаратов идеаль-
ного смешения. В качестве растворителя используется чистая
вода. В исходном растворе содержится 1 мас. % белка и 2 мас.
% примесей. Допустимое содержание примесей в очищенном
растворе белка 0,01 мас. % Селективность мембраны по белку
99,95 %, по примесям 8 %. Число ступеней равно 8.
Определите концентрацию белка в очищенном растворе
и пермеате и концентрацию примесей в пермеате.
Решение
Коэффициент очистки
200
101
102
4
2
0
=
⋅
⋅
=
−
−
K
.
Для нахождения концентрации белка в очищенном рас-
творе используем формулу (7.57):
()
()
3
8
1
10959,9
08,01
9995,011200
1
01?0
−
⋅=
−
−
−
+
=
BC
m
x
мас. долей.
Концентрацию белка в пермеате найдем по формуле
(7.59):
()
()
()
6
8
8
1
8
1
10989,4
08,01
9995,011200
11
12008
01,008,01
−
−
⋅=
−
−
−
+−
−
⋅−
=
ВС
п
x
мас.долей.
102 
                                             Решение                                                                1
                                                                                                      0,0051 − 
       Принимаем модель идеального вытеснения, посколь-                                          НС
                                                                                                xп =        10  = 1,264 ⋅ 10 −3 мас. долей.
ку используются аппараты проточного типа, а удельная                                                         1
                                                                                                                        
производительность и селективность заданы в рабочих ус-                                              710 7 (10, 2 ) − 1
                                                                                                                       
ловиях, т.е. с учетом КП.                                                                                              
       Коэффициент очистки раствора от органических ве-                                  2. Водный раствор белка очищается от примесей низ-
ществ:                                                                            комолекулярных органических веществ посредством перекрест-
                                                                                  ноточной диафильтрации с использованием аппаратов идеаль-
                                 x0HC 5 ⋅ 10 −3
                         K 0 = HC =                      = 10 .                   ного смешения. В качестве растворителя используется чистая
                                 x m 5 ⋅ 10 − 4                                   вода. В исходном растворе содержится 1 мас. % белка и 2 мас.
       Общий расход воды по формуле (7.38):                                       % примесей. Допустимое содержание примесей в очищенном
                                       1
                                                                                растворе белка 0,01 мас. % Селективность мембраны по белку
              Wоб = 7 ⋅ 6000 10    7 (1− 0 , 2 )
                                                   − 1 = 21360 кг/ч.            99,95 %, по примесям 8 %. Число ступеней равно 8.
                                                  
                                                                                       Определите концентрацию белка в очищенном растворе
       Минимальный расход по формуле (7.41):                                      и пермеате и концентрацию примесей в пермеате.
                                        ln 10
                  Wоб , мин = 6000                   = 17270 кг/ч;                                            Решение
                                      1 − 0,2                                                                       2 ⋅ 10 −2
                                Wоб       21360                                           Коэффициент очистки K 0 =            = 200 .
                                        =       = 1,237 .                                                           1 ⋅ 10 − 4
                               Wоб , мин 17270                                            Для нахождения концентрации белка в очищенном рас-
          Рабочая поверхность мембраны по (7.40):                                 творе используем формулу (7.57):
                           W     21360                                                                0 ? 01                       − 3 мас. долей.
                      Fоб = об =       = 712 м2.                                        xm =
                                                                                         BC
                                                                                                                                 = 9,959 ⋅ 10
                            G     30                                                                  1
                                                                                                                           
                                                                                                 200 8 − 1(1 − 0,9995) 
          Концентрация соли в очищенном растворе по (7.44):                                                              
                                   −
                                       1− 0 , 995                                              1 +       (1 − 0,08)        
              x mBC = 0,01 ⋅ 10 1−0, 2 = 9,857 ⋅ 10 −3 мас. долей.                                                         
                                                                                                                          
          Концентрация соли в пермеате по (7.47):
                                    −
                                       1− 0 , 995
                                                                                           Концентрацию белка в пермеате найдем по формуле
                       0,01 1 − 10 1−0, 2 
                                                                                 (7.59):
                                                 
                ВС
               xп    =                            = 1,264 ⋅ 10 −3 мас. долей.                                1                   
                                                                                                                                       −8

                           7 (1−10, 2 )                                                                      2008 −1(1− 0,9995)  
                         710            − 1                                            (1 −  0,08) ⋅ 0,01           
                                                                                                                                      
                                                                                                                                      = 4,989⋅10 мас.долей.
                                                                                                                                                    −6
                                                                                  xпВС =                    1 − 1 +
                                                                                            18                   (1− 0,08)       
          Концентрация органических веществ в пермеате по                                  8 200 −1                              
(7.46):                                                                                                                           
                                                    101                                                                102

Страницы