Баромембранные процессы и аппараты. Николаев Г.И - 12 стр.

                           δ П = δ Д + 2δ 1 + 2δ 2 ,                      цательное влияние концентрационной поляризации, а при
где δД — толщина дренажного материала (0,1 — 0,5 мм); δ1                  последовательном соединении всех аппаратов чрезмерно
— толщина подложки (0,1 — 0,4 мм); δ2 — толщина мем-                      велико гидравлическое сопротивление потоку разделяемого
браны (0,1 мм).                                                           раствора.
       Примем δД = 0,4 мм, δ1 == 0,2 мм. Тогда                                 Проведем секционирование аппаратов в установке, т. е.
                                                                          определим число последовательно соединенных секций, в
                        δ П = 0,4 + 0,4 + 0,2 = 1 мм.
                                                                          каждой из которых разделяемый раствор подается одно-
       Определим основные параметры аппарата. Рабочая по-                 временно (параллельно) во все аппараты.
верхность мембран в одном элементе:                                            При секционировании будем исходить из условий при-
                      FЭ = 2l П l М = 2 ⋅ 1 ⋅ 0,4 = 0,8 м2.               мерного равенства средних скоростей разделяемого раство-
Рабочая поверхность мембран в одном модуле:                               ра в каждом аппарате каждой секции и постоянства прини-
                        FМ = nЭ FЭ = 6 ⋅ 0,8 = 4,8 м2.                    маемого снижения расхода по длине аппарата:
Рабочая поверхность мембран в аппарате:                                                            LHj + LKj
                                                                                              Lj =           = const ;        (12)
                       Fа = n П FМ = 6 ⋅ 4,8 = 28,8 м2.                                              2n j
Сечение аппарата, по которому проходит разделяемый рас-                                               LHj
твор:                                                                                            q=       = const ,             (13)
                                                                                                     LKj
               S C = nЭ l П δ C = 6 ⋅ 1 ⋅ 0,5 ⋅ 10 −3 = 3 ⋅ 10 −3 м2.
                                                                          где LНj, LКj — соответственно начальный и конечный рас-
Сечение аппарата, занятое пакетами:
                                                                          ход разделяемого раствора в j-й секции; nj — число аппара-
                 S C = nЭ l П δ П = 6 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 10 −3 = 3 ⋅ 10 −3 м2.     тов в j-й секции.
       Общее сечение аппарата (с учетом 10 %-ного запаса на                    Для удобства расчетов в выражении (12) используем
конструктивные элементы — фильтратоотводящие трубки и                     вместо средней скорости средний массовый расход разде-
т. п.) составляет:                                                        ляемого раствора в каждом аппарате j-й секции L j , по-
             S a = ( S C + S П )1,1 = 9 ⋅ 10 −3 ⋅ 1,1 = 9,9 ⋅ 10 −3 м2.
                                                                          скольку плотность раствора в процессе концентрирования
       Внутренний диаметр аппарата (равный внешнему                       меняется незначительно, а сечение аппаратов постоянно.
диаметру рулонного модуля):                                                    Представим расход раствора на выходе из секции как
              d a = 4 S a / π = 4 ⋅ 9,9 ⋅ 10 −3 / 3,14 = 0,113 м.         разницу между расходом раствора на входе в секцию и рас-
Общее число аппаратов в мембранной установке:                             ходом фильтрата в секции (при этом расход фильтрата в
              n = F / Fa = 2032 / 28,8 = 70,5 = 71.                       каждом аппарате LФ.а будем считать постоянным и равным
                                                                          значению расхода при средней проницаемости):
                                                                                                LKj = LHj − LФ.а n j .         (14)
        4.1.5. Секционирование аппаратов в установке
                                                                               Подставляя в соотношение (14) значение LKj из вы-
     Необходимость секционирования обусловлена тем, что                   ражения (13) и решая преобразованное уравнение относи-
при параллельном соединении всех аппаратов велико отри-                   тельно числа аппаратов в j-й секции получим:

                                20                                                                     21