ВУЗ:
Составители:
0,04
0,08
0,12
0,16
0246
Р, МПа
Рис. 2.25. Зависимость коэффициента выделения от температуры
для мембраны ОПМ-К для водного раствора белофора ОБ-жидкого:
♦ – Т = 293 К; С
исх
= 20,8 кг/м
3
; i = 0,25 А/м
2
––––––– – экспериментальная; – – – – – расчетная
2.3.3. Удельная производительность мембран
Важными характеристиками процесса обратноосмотического разделения являются удельная производительность или
водопроницаемость мембран. Известно [6, 28, 49, 68, 77, 94, 95], что удельная производительность мембран зависит от ряда
факторов: природы мембран и растворов, концентрации растворенного вещества, температуры раствора, рабочего давления,
гидродинамической обстановки над мембраной и т.п.
Нами изучалось влияние на процесс разделения следующих параметров: природы растворенного вещества и его кон-
центрации, рабочего давления и некоторых других. Исследования проводились на лабораторной установке плоскокамерного
типа.
Графики зависимостей удельной производительности мембран МГА-95 К и ОПМ-К от концентраций исследованных рас-
творов и рабочего давления приведены на рис. 3.20.
Как видно из приведенных графиков удельная производительность мембран существенно зависит от их вида, концен-
трации и природы растворенного вещества, а также от рабочего давления. Удельная производительность мембраны ОПМ-К
значительно выше, чем у мембраны МГА-95 К (при прочих равных условиях). Данный эффект, очевидно, связан с различным
видом взаимодействия растворенного вещества с активным слоем мембраны, а также с различиями в пористой структуре
активного слоя мембран [46, 96, 97].
Перед началом экспериментальных исследований собирали разделительный модуль, при этом предварительно подго-
товленную мембрану располагали на прокладке (ватмане) активным слоем к разделенному раствору. Далее разделительную
ячейку 3 устанавливали на установке, показанной на рис. 2.1 и производили ее крепление. После этого задавали рабочий
расход раствора установкой хода плунжера насоса 2 и заполняли систему рабочим раствором (V = 6…10
–3
м
3
). Ресивер 6 при
этом заполняли воздухом до давления 30…40 % от рабочего давления при закрытых игольчатых вентилях компрессором 9.
Далее устанавливали подачу воды в систему промывки сальников и охлаждения плунжера насоса, полностью закрывали
игольчатые дросселя 4 и включали насос; по мере увеличения избыточного давления в системе открывали перепускной
игольчатый вентиль и плавно игольчатые дросселя 4, пока колебание стрелок манометров не устанавливалось около задан-
ного значения давления. Одновременно проверяли и наличие утечек раствора в разделительном модуле 3. Раствор, прошед-
ший через мембраны (мембрану), собирали в емкостях 13. По этой схеме проводили холостой опыт в течение 30 мин. Затем
выключали установку и сбрасывали в системе давление игольчатым вентилем. Собранный раствор из емкостей 13 выливали
в исходную емкость 1 и оставляли установку на несколько часов (обычно на ночь).
В результате проведенных исследований выявлены общие закономерности влияния различных факторов на процесс
разделения: удельная производительность мембран снижается при росте концентрации разделяемого раствора, при увеличе-
нии рабочего давления удельная производительность повышается.
Рассмотрим влияние концентрации и природы растворенного вещества на удельную производительность мембран.
Особенно сильное снижение удельной производительности мембран наблюдалось для водных растворов анилина и
гидрохинона при увеличении их концентрации в рабочем растворе. Объяснение данного эффекта можно дать исходя из
сорбционной гипотезы мембранного разделения [6]. Известно [6, 28, 37, 49], что в мембранных системах существуют сле-
дующие виды взаимодействий: растворенное вещество–растворитель, растворитель–мембрана, растворенное вещество–
мембрана. Вероятно, для исследованных нами систем определяющим взаимодействием является взаимодействие растворен-
ного вещества с материалом активного слоя мембраны, о чем косвенно свидетельствуют результаты сорбционных измере-
ний. Для сильносорбирующихся веществ (анилин, гидрохинон) наблюдается значительное снижение удельной производи-
тельности, для слабо сорбирующихся (морфолин, уротропин) удельная производительность снижается в меньшей степени.
Аналогичные результаты наблюдались другими исследователями [6, 97, 99] при обратноосмотическом разделении водных
растворов органических веществ.
Вероятно, анилин и гидрохинон, как сильно полярные низкомолекулярные органические вещества, сорбируются по-
верхностями пор мембраны и уменьшают свободное сечение пор (располагаясь плоскостью бензольного кольца перпендику-
k
в
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- …
- следующая ›
- последняя »
