Методы электробаромембранного разделения растворов. Лазарев С.И. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

лярно поверхности [93, 99]). При росте концентрации внешнего раствора возможно полное «блокирование» наиболее мелких
пор, что в совокупности и приводит к резкому снижению удельной производительности.
Уротропин и морфолин являются хорошо растворимыми в воде низкомолекулярными органическими веществами и
сорбируются мембранами в незначительных количествах [45]. В связи с этим при увеличении концентрации данных веществ
в растворах удельная производительность снижается в меньшей степени.
Следует отметить, что кроме уменьшения сечения пор на удельную производительность влияет повышение осмотиче-
ского давления раствора и как следствие–осмотический поток растворителя. Направление осмотического потока зависит от
коэффициента задерживания мембран и значений коэффициента распределения [100]. Для веществ (уротропин, морфолин)
коэффициент задерживания мембран, по которым наблюдаются значительные величины осмотического потока (см. ниже),
вносит существенный вклад в снижение удельной производительности. Для ограниченно растворимых анилина и гидрохи-
нона, в случае использования мембраны МГА-95 К, влияние осмотического потока невелико.
Изменение рабочего давления влияет на удельную производительность следующим образом: при повышении рабочего
давления от 1,0 до 5,0 МПа удельная производительность возрастает для всех видов исследованных растворов. Это объясня-
ется тем, что давление, являясь движущей силой процесса обратного осмоса, напрямую связано с удельной производитель-
ностью мембраны. Поэтому рост давления в процессе обратного осмоса (при отсутствии геле- и осадкообразования, а также
структурных изменений мембраны) всегда приводит к росту удельной производительности.
Известно, что удельная производительность мембран (водопроницаемость) описывается уравнением вида [6]:
)(= π
∆
−
∆
PkG , (2.10)
где k – проницаемость мембраны, м/с·МПа; ∆P – перепад давления на мембране, МПа; ∆π – перепад осмотического давления
в растворах по обе стороны мембраны, МПа.
В монографии [97] отклонения от закона Дарси, при течении жидкости через мембраны, объясняется наличием динами-
ческого осмотического давления, которое записывается следующим образом:
)(
1
0 f
CC −
γ
=π∆
, (2.11)
где γ – коэффициент распределения между раствором и мембраной; C
0
,
C
f
– концентрация растворенного вещества в ядре по-
тока и в пермеате, кг/м
3
.
С учетом этого формулу (3.4) можно записать:
))(
1
(=
0 f
CCPkG −
γ
−∆ . (2.12)
Из приведенных выше формул следует, что удельная производительность мембран при обратноосмотическом разделе-
нии, примерно (хотя встречаются и отклонения) прямо пропорционально зависит от движущей силы процесса. Многими ис-
следователями данная закономерность подтверждена экспериментально для водных растворов электролитов [6, 49, 77, 95].
Близкий к линейному характер имеет данная зависимость и для водных растворов низкомолекулярных органических ве-
ществ [6, 95], что подтверждается и нашими исследованиями (рис. 2.26, 2.27).
Рис. 2.26. Зависимость удельной производительности мембран МГА-95 К (а) и ОПМ-К (б) для водного
раствора анилина. Концентрации анилина обозначены:
– С = 0,42 кг/м
3
; – C = 9,5 кг/м
3
; – С = 3,12 кг/м
3
;
– C = 14,4 кг/м
3
; – C = 6,25 кг/м
3
; – расчет
6
G·10
-6
,
м
3
/м
2
·с
1
P, МПа
3
0
2 3 4

Страницы