Методы электробаромембранного разделения растворов. Лазарев С.И. - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

k
P
D
д
=
, (2.7)
где k – коэффициент распределения;
д
P – коэффициент диффузионной проницаемости.
Полученные данные позволяют выбрать необходимый вид мембран и оптимальные режимы ведения процессов мем-
бранного разделения.
2.3.2. КОЭФФИЦИЕНТ ВЫДЕЛЕНИЯ
В наших исследованиях было установлено, что на коэффициент выделения в электроультрафильтрационном и электро-
осмофильтрационном процессе значительно влияют не только факторы, присущие обратноосмотическому разделению, но и
дополнительные, такие как: давление (∆Р) и плотность тока (i).
В процессе электроультрафильтрации с увеличением плотности тока повышается коэффициент выделения, а с повыше-
нием давления на прикатодной мембране УАМ-150 наблюдалось уменьшение коэффициента выделения. Аналогичная зави-
симость при электроультрафильтрации наблюдалась на прикатодной мембране УПМ-К.
В процессе электроосмофильтрации с повышением перепада давления на прикатодной мембране МГА-100 наблюда-
лось уменьшение коэффициента выделения. Это, очевидно, вызвано возрастанием скорости протекания растворителя через
мембрану, что в итоге ведет к увеличению разведения пермеата и, соответственно, к понижению коэффициента выделения.
С увеличением плотности тока на этой же мембране наблюдается увеличение коэффициента выделения, что вполне
объясняется, исходя из общей схемы массопереноса при электроосмофильтрации. С увеличением плотности тока увеличива-
ется количество катионов анилина, протекающих через прикатодную мембрану, следовательно, уменьшается коэффициент
задерживания и увеличивается коэффициент выделения.
Зависимости аналогичного характера наблюдались при разделении водного раствора анилина на мембране ОПМ-К, а
также при разделении водных растворов морфолина на мембранах МГА-100 и ОПМ-К.
Также как и на коэффициент задерживания, значительное влияние на коэффициент выделения при электроосмофильт-
рации оказывает концентрация исходного раствора. Для всех исследованных растворов и мембран с увеличением концен-
трации исходного раствора наблюдалось снижение коэффициента выделения.
Причины уменьшения выделения с увеличением концентрации исходного раствора, очевидно, связаны с теми же при-
чинами, что и увеличение коэффициента задерживания с повышением концентрации.
Проведенные экспериментальные исследования по изучению температурной зависимости коэффициента выделения показа-
ли, что коэффициент выделения прикатодной мембраны с увеличением температуры уменьшается.
Анализируя поведение температурных зависимостей коэффициента выделения при электроосмофильтрационном разде-
лении, отметим следующее. С одной стороны, с увеличением температуры увеличивается подвижность ионов (электропро-
водность растворов с увеличением температуры увеличивается) и, следовательно, коэффициент задерживания прикатодной
мембраны должен бы уменьшиться (а, соответственно, К – увеличиться). С другой стороны, с увеличением температуры
увеличивается удельная производительность мембран, а это приводит к разбавлению пермеата и, соответственно, к увеличе-
нию коэффициента задерживания. Преобладание второго фактора над первым и приводит к увеличению коэффициента за-
держивания или к уменьшению коэффициента выделения. Кроме того, следует отметить, что на зависимость коэффициента
выделения при электроосмофильтрации, вероятно, влияют все те же факторы, что и на коэффициент задерживания при об-
ратном осмосе.
Таким образом, на основании проведенных исследований и сделанного анализа экспериментальных данных установле-
но, что для исследованных водных растворов при помощи электрического поля можно эффективно управлять процессом
разделения в электробаромембранных методах.
Для теоретического расчета коэффициента выделения было получено уравнение следующего вида:
,
00021,0
expexp11
1
1
1
1
32
1
в
−
−−
−+
=ϕ−=
wP
kG
P
Ghkk
kk
k
д
(2.8)
где
321
,, kkk
– эмпирические коэффициенты, характеризующие систему мембрана–раствор, определены при изучении ко-
эффициента задерживания;
m
DD ,
0
– коэффициенты диффузии в свободном объеме и в мембране, соответственно,
0
DкD
m
=
, (2.9)
где
γ
=1к
– коэффициент распределения, определяется при исследовании сорбции мембран; w – среднее значение скорости
раствора над мембраной; G – удельную производительность, м
3
/м
2
· с;
∂
P – коэффициент диффузионной проницаемости,
м
2
/с; h – толщина мембраны, м.

Страницы