Методы электробаромембранного разделения растворов. Лазарев С.И. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

изменения.
Водопроницаемость (удельная производительность) в зависимости от плотности тока при электроосмофильтрации из-
меняется различно [11, 70]. При исследовании плотности тока на удельную производительность в процессе электроосмо-
фильтрации дистиллированной воды [70] обнаружено снижение удельной производительности как на прикатодных мембра-
нах, так и на прианодных. Иной характер носит зависимость удельной производительности от плотности тока при электро-
осмофильтрационном разделении водных растворов солей CaCl, NaCl [11], где удельная производительность в диапазоне
плотностей тока 0…50 А/м
2
не изменяется.
В заключение можно сказать, что, к сожалению, в литературе отсутствуют данные по электроосмофильтрации водных
растворов органических соединений. Поэтому исследования влияния величины плотности тока на процесс электроосмо-
фильтрационного разделения водных растворов органических веществ представляют интерес как в практическом, так и в
теоретическом плане. Температурные условия процесса также влияют на явления переноса. Так, в монографии [30] отмеча-
ется повышение водопроницаемости в процессе обратного осмоса и ультрафильтрации на 2,8 % с ростом температуры на 1
°С.
Всесторонне рассмотрены вопросы влияния температуры на характеристики ацетилцеллюлозных мембран в моногра-
фии [6] и в статье [52]. В них отмечается, что водопроницаемость мембран в зависимости от температуры изменяется по
экспоненциальному уравнению (аналогичному уравнению Аррениуса):
−=
RT
E
GG exp
0
, (1.9)
где
0
G – водопроницаемость по воде; Е – энергия активации протекания жидкости через мембрану; R – универсальная газо-
вая постоянная; T – температура раствора.
Отмечено также, что температура, при которой мембрана имеет максимальную водопроницаемость, зависит от концен-
трации электролита в растворе.
Повышение водопроницаемости на ацетилцеллюлозной мембране в процессе обратного осмоса при увеличении темпе-
ратуры до 50 °С наблюдалось и в литературе [6, 28, 49, 55, 71]. В работах [6, 28, 49], в зависимости от природы растворенно-
го вещества, прослеживается различный характер зависимости коэффициента задерживания от температуры в процессе об-
ратного осмоса. Ввиду отсутствия обобщенных уравнений, описывающих зависимости кинетических характеристик массо-
переноса в обратноосмотических и электроосмофильтрационных процессах от температуры, приходится эти зависимости
выявлять для конкретных условий экспериментально. Кинетика массопереноса в процессе обратного осмоса и электроосмо-
фильтрации во многом определяется и гидродинамическими условиями в аппарате.
Влияние скорости течения раствора в мембранном канале на коэффициент задерживания в процессе обратного осмоса
рассматривалось многими исследователями [69, 72, 73, 74, 75]. Так, в работе [50] отмечается, что с понижением скорости
течения раствора в мембранном канале развивается концентрационная поляризация на границе мембрана–раствор.
Скорость течения раствора влияет на концентрационную поляризацию и в электромембранных процессах [30, 51]. В
работе [30] отмечено, что быстрое течение раствора вдоль поверхности мембраны приводит к хорошему перемешиванию
его.
Рассмотренное влияние скорости течения раствора в работах [6, 30, 50, 62] на водопроницаемость и коэффициент за-
держивания отражает картину с растворами неорганического характера для процесса обратного осмоса и электродиализа.
Что же касается влияния скорости течения на кинетические параметры при разделении водных растворов органических ве-
ществ, то работ, посвященных этим вопросам, крайне мало, в то время, как знание этих зависимостей крайне необходимо для
выбора оптимальных режимов работы баромембранных аппаратов, а также для разработки математических моделей и инже-
нерных методов расчета.
Состав раствора
Компонентный состав раствора оказывает влияние на кинетические параметры разделения и зависит от природы рас-
творенного вещества, растворителя и вида добавки, находящейся в растворе. К примеру, в работах [28, 56] отмечается, что
одна и та же ацетилцеллюлозная мембрана имеет коэффициент задерживания по сахарозе 100 %, по хлористому натрию
95 %, по глицерину 80 %, по изопропанолу 40 %, по фенолу нулевую или отрицательную.
Своеобразное влияние оказывают на процесс массопереноса при разделении ультрафильтрацией, электроультрафильт-
рацией, обратным осмосом и электроосмофильтрацией растворов добавки. К особому виду добавок относится и вынужден-
ное изменение рН раствора, влияющее на многие параметры и особенно на водопроницаемость и коэффициент задер-
живания.
При проектировании как отдельных электромембранных и баромембранных аппаратов, так и систем в целом, необхо-
димо учитывать влияние этих факторов на процесс разделения.
Сопутствующие явления
Из сопутствующих явлений, присущих обратноосмотическому и электроосмофильтрационному разделению растворов,
следует выделить концентрационную поляризацию, осадкообразование и изменение структуры мембраны, тепловыделение, газо-
образование и реакции на электродах.
Концентрационная поляризация в ультрафильтрационном, электроультрафильтрационном, обратноосмотическом и

Страницы