Методы электробаромембранного разделения растворов. Лазарев С.И. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

рассматривает внутренние механизмы переноса. Зато она создает весьма эффективную теоретическую базу для рассмотре-
ния факторов, участвующих в процессе переноса вещества через баромембрану [41].
Феноменологическая теория описывается феноменологическим уравнением, пропорционально связывающим поток с
сопряженной силой. Общее феноменологическое уравнение имеет вид:
J
i
= L
i1
X
1
+ L
i2
X
2
+ ... + L
in
X
n
=
k
i
Σ L
ik
X
k
, (1.5)
где выполняется теорема Онзагера
L
ik
= L
ki
. (1.6)
Закон возникновения энтропии требует, чтобы
n
i
Σ
L
ik
X
k
> 0. (1.7)
Феноменологические отношения между различными явлениями, наблюдаемыми в электробаромембранных процессах,
пропорционально связаны с сопряженными силами. Это отношение можно представить в виде табл. 1.1.
1.1. Феноменологическое отношение между потоками
и сопряженными силами
Феноменологическое
отношение
Поток
вещества
Движущая
сила
Кинетический
коэффициент
диф
m
= )(
перпен
СС
т
−
δ
∂
диф
m
C
∆
д
P
kkk
CVKm =
кон
кон
m
P
∆
k
K
F
ti
m
η
=
тигр
эл.кинэл.кинэл.кинэл.кин
СVkm
=
тигр
m
эл.кин
m
i
ξ
t
эл.кин
K
PV
∆
α=
кон
кон
V
P
∆
α
)(
перпен
ос
ос
СC
P
V −
δ
=
oc
V
C
∆
ос
P
η
= iPV
эосэ
ηχ
ξ
ε
=
П
i
V
4
эл.кин
эос
V
эл.кин
V
тигр
m
ξ
эос
P
1.4. КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕНОСА ВЕЩЕСТВ В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ МЕТОДАХ
Наиболее важными кинетическими характеристиками, определяющими скорость массопереноса в электромембранных
и баромембранных процессах, являются следующие: для мембранной фазы – диффузионная, гидродинамическая (водопро-
ницаемость), осмотическая и электроосмотическая проницаемость, число переноса и электропроводность мембран; для фазы
раствора – коэффициенты диффузии, вязкость, электропроводность и число переноса в растворах.
При рассмотрении теплопереноса в процессах электроультрафильтрации, электроосмофильтрации еще необходимы
сведения о теплопроводности, теплоемкости растворов и мембран и др.
Рассмотрим более подробно основные кинетические характеристики.
Диффузионная проницаемость
Диффузионная проницаемость наблюдается при ультрафильтрационном, электроультрафильтрационном, обратноосмо-
тическом и электроосмофильтрационном разделении растворов. Многие вопросы диффузионной проницаемости в мембра-
нах объясняются исходя из общих положений диффузии в полимерных системах [42 – 45]. К сожалению, сведений по диф-
фузионной проницаемости в литературе крайне мало [4, 41, 45 – 47]. Величина диффузионной проницаемости зависит от
типа полимерной матрицы мембраны, вида растворителя и растворенного вещества, концентрации и температуры раствора.
Некоторые вопросы диффузионной проницаемости рассмотрены в статье С. Тоне с соавторами [48]. В этой статье при-
водятся данные о проницаемости ряда ароматических веществ (фенола, анилина и др.) через плотные ацетилцеллюлозные
пленки. Отмечается, что проницаемость для исследованных соединений зависит от характера взаимодействия растворенных
веществ и мембраны и определяется произведением коэффициента распределения и диффузии. В качестве конечной, авторы
рекомендуют использовать следующую формулу для расчета коэффициента диффузионной проницаемости P
∂
x
x
x
bx
DP
so
α+
α−β−
+
+
=
∂
1
)1(
exp
1
1
, (1.8)
где D
so
– коэффициент молекулярной диффузии; α, β и b – экспериментальные постоянные для данного соединения при по-
стоянной температуре; x – параметр, описывающий содержание воды в мембране
;
1
ε
ε
=x
( ε – объемная доля воды в мем-

Страницы