Теоретические и прикладные основы электробаромембранных методов разделения многокомпонентных растворов. Лазарев С.И. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

вентилях компрессором (9). Далее устанавливали подачу воды в систему промывки сальников и охлаждения плунжера
насоса, полностью закрывали игольчатые дроссели (4) и включали насос; по мере увеличения избыточного давления в
системе, открывали перепускной игольчатый вентиль и плавно игольчатые дроссели (4), пока колебания стрелок мано-
метров не устанавливались около заданного значения давления. Одновременно проверяли и наличие утечек раствора в
разделительном модуле (3). Раствор, прошедший через мембраны (мембрану), собирали в ёмкостях (13). По этой схеме
проводили холостой опыт в течение 30 минут. Затем выключали установку и сбрасывали в системе давление игольчатым
вентилем. Собранный раствор из ёмкостей (13) выливали в исходную ёмкость (1) и оставляли установку на несколько
часов (обычно на ночь).
После ночной выдержки раствор сливали из установки, хорошо перемешивали и заливали в объёме 6 10
–3
м
3
. Затем
в той же последовательности запускали установку, но при этом выводили установку и на температурный режим, и прово-
дили контрольный опыт в течение четырёх часов. После контрольного опыта собранный пермеат из ёмкостей (13) воз-
вращали в исходную емкость (1).
Основным элементом установки является разделительная ячейка (
3). Конструкция ячейки представлена на рис. 2.5,
предназначенная для проведения процессов электроультрафильтрации и электроосмофильтрации, подробно описана в
работах [54 – 57].
Рис. 2.5. Схема однокамерной электробаромембранной ячейки
Ячейка имеет штуцера для ввода и вывода раствора (1), (9), мембрану (3), оперяющуюся на ватман (4), пористую
подложку (
5) и металлическую сетку (6). Ячейка состоит из двух фланцев I и II, уплотнена при помощи прокладки (7) и
болтов (
8). Для подвода тока имеется платинированный электрод (11) и вывод контакта (10).
Рабочий опыт проводили в течение 30 минут, при этом время проведения опыта фиксировалось секундомером. После ра-
бочего эксперимента сбрасывали давление в системе, выключали установку. При необходимости проводили повтор рабочего
опыта, но уже без контрольного.
По экспериментальным данным рабочего опыта рассчитывали коэффициент выделения
k
в
= 1 – φ, (2.3)
где φкоэффициент задержания мембран.
Коэффициент выделения мембран можно определить по формуле
исх
пер
исх
пер
в
11
С
С
С
С
k =+=
, (2.4)
где С
исх
, С
пср
концентрации растворенных веществ в исходном растворе и пермеате, кг/м
3
.
При экспериментальном исследовании удельной производительности при электробаромембранном разделении мно-
гокомпонентных систем установка работает следующим образом. Из расходной ёмкости (
1) через систему вентилей высо-
кого давления рабочий раствор нагнетается в камеру разделения плунжерным насосом НД100/63 (
3). Пройдя рабочую
ячейку (
4), дроссели и поплавковые ротаметры (6), разделяемый раствор по шлангу возвращается в расходную ёмкость
(
1). Для сглаживания пульсаций давления и расхода в системе установлен рессивер (7), который представляет собой ци-
линдрический сварной сосуд (
V = 3,5 л), предварительно заполняемый сжатым воздухом до давления, составляющего
30…40 % от рабочего, компрессором высокого давления (
8). Давление в установке контролируется образцовым маномет-
ром (
11), установленным до ячейки (4). Кроме измерительного манометра в установке используется электроконтактный
манометр (
12), который при превышении давления в системе выше установленного значения отключает плунжерный на-
сос (
3) с помощью электроконтактного реле. Расход раствора задаётся регулированием рабочего хода плунжерного насо-
са (
3). Температура раствора в системе определялась температурой воды в термостате (10) и регулировалась автоматиче-
ски. Регулирование напряжения и, как следствие, плотность тока в процессах электроультрафильтрации и электроосмо-
фильтрации производились блоком питания (
5).
Раствор, прошедший в результате разделения через мембраны, собирается в стеклянные ёмкости (
2). Аварийный
сброс давления в системе осуществляется дополнительным игольчатым вентилем (
9), установленным на трубопроводе.
Колебания давления и расхода на описанной установке не превышали 5 % от установленного значения.
Перед началом экспериментальных исследований собирали разделительный модуль, при этом предварительно под-
готовленную мембрану располагали на прокладке (ватмане) активным слоем к разделяемому раствору. Далее раздели-
тельную ячейку (4) устанавливали на установке, показанной на рис 2.2, и производили её крепление. После этого задава-
ли рабочий расход раствора установкой хода плунжера насоса (3) и заполняли систему рабочим раствором (V = 6 10
–3