ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1. КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕНОСА В
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
1.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КИНЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ
Важными кинетическими характеристиками, определяющими скорость массопереноса в электромембранных и ба-
ромембранных процессах, являются следующие: для мембранной фазы – диффузионная, гидродинамическая (водопрони-
цаемость), осмотическая и электроосмотическая проницаемость, число переноса и электропроводность мембран; для фа-
зы раствора – коэффициенты диффузии, вязкость, электропроводность и число переноса в растворах.
При рассмотрении теплопереноса в процессах электроультрафильтрации, электроосмофильтрации ещё необходимы
сведения об электропроводности и числах переноса в мембранах и др.
Рассмотрим более подробно основные кинетические характеристики.
Диффузионная проницаемость
Диффузионная проницаемость наблюдается при ультрафильтрационном, электроультрафильтрационном, обратно-
осмотическом и электроосмофильтрационном разделении растворов. Многие вопросы диффузионной проницаемости в
мембранах объясняются, исходя из общих положений диффузии в полимерных системах [1 – 5]. К сожалению, сведений
по диффузионной проницаемости в литературе крайне мало [4 – 9]. Величина диффузионной проницаемости зависит от
типа полимерной матрицы мембраны, вида растворителя и растворённого вещества, концентрации и температуры рас-
твора.
Некоторые вопросы диффузионной проницаемости рассмотрены в статье С. Тоне с соавторами [9]. В этой статье
приводятся данные о проницаемости ряда ароматических веществ (фенола, анилина и др.) через плотные ацетилцеллю-
лозные плёнки. Отмечается, что проницаемость для исследованных соединений зависит от характера взаимодействия
растворённых веществ и мембраны и определяется произведением коэффициента распределения и диффузии. В качестве
конечной авторы рекомендуют использовать следующую формулу для расчёта коэффициента диффузионной проницае-
мости
x
x
x
bx
DP
so
α+
α−β−
+
+
=
1
)1(
exp
1
1
д
, (1.1)
где D
so
– коэффициент молекулярной диффузии; α, β и b – экспериментальные постоянные для данного соединения при
постоянной температуре; x – параметр, описывающий содержание воды в мембране
ε
ε−
=
1
x
(
ε
– объёмная доля воды
в мембране).
Что же касается зависимости диффузионной проницаемости от температуры, то, как отмечается в работах [1, 4],
диффузионная проницаемость с повышением температуры возрастает. Конкретные же сведения по этому вопросу в лите-
ратуре практически отсутствуют.
Водопроницаемость
Водопроницаемость мембран оценивается объёмом жидкости, прошедшей через единицу площади мембраны за
единицу времени при единичном перепаде давления.
Основные закономерности течения жидкости через полимерные мембраны изложены в работах [1, 4, 10 – 14]. Осо-
бенности гидродинамической проницаемости молекул воды в полимерных материалах связаны, во-первых, с малыми
размерами индивидуальной молекулы воды, что обеспечивает ее проницаемость даже в плотных гидрофобных материа-
лах; во-вторых, взаимодействия между молекулами воды приводят к образованию кластеров из молекул воды в полимер-
ных мембранах, что также влияет на величину проницаемости; в-третьих, взаимодействия молекул воды с гидрофильны-
ми группами полимерной матрицы обуславливает высокое влагосодержание, что определяет повышенную водопрони-
цаемость.
На величину гидродинамической проницаемости при разделении растворов влияет давление, под которым находит-
ся разделяемый раствор, температура раствора, концентрация растворенных веществ в растворе и природа растворенного
вещества.
С повышением давления гидродинамическая проницаемость через полупроницаемые мембраны возрастает [10]. Од-
нако это бывает не всегда так; в работе [13] отмечается, что при разделении загрязненных сточных вод обратным осмо-
сом с повышением давления гидродинамическая проницаемость может падать.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
