Ответы на вопросы Коллоквиума по мембранным процессам
Ответы на вопросы Коллоквиума по мембранным процессам
Рабочее давление и температура — это основные факторы, с помощью которых можно воздействовать на характеристики мембранного разделения растворов с определенной концентрацией.
что с увеличением давления удельная произ- водительность должна возрастать линейно, если не происходит уплотнения мембраны, что будет проявляться в снижении константы A1. На практике высокоселективные ацетатцеллюлозные мембраны не уплотняется до давления порядка 5 МПа, а композитные — до 3 МПа.
Поскольку осмотическое давление пропорционально абсолютной температуре, а рабочее давление обычно в несколько раз больше осмотического, то при изменении температуры на 10-20 0С движущая сила (P-π1) изменяется всего на несколько процентов.
На ацетатцеллюлозных мембранах в диапазоне температур от 0 до 40 0С константа А1 остается практически постоянной. Поэтому основной вклад в температурную зависимость удельной производительности вносит изменение вязкости пермеата, то есть практически вязкости воды. Следовательно, с достаточной точностью можно считать, что удельная производительность при изменении температуры обратно пропорциональна вязкости пермеата.
На композитных мембранах с ростом температуры селективность обычно снижается. Причина такого изменения селективности заключается в том, что с увеличением температуры понижается упорядоченность в расположении молекул воды и снижается толщина слоя связанной воды, благодаря которому и происходит задержание растворенных
Концентрационная поляризация, создающая внешнее диффузионное сопротивление массопереносу в напорном канале, обусловлена тем, что через мембрану переходит вода, а молекулы или ионы растворенных веществ задерживаются у ее поверхности.
Их концентрация повышается до величины, при которой наступает равновесие: расход растворенного вещества, отводимый от мембраны в объем раствора за счет молекулярной или коллективной диффузии, становится равным расходу, который подводится вместе с поперечным потоком раствора, формирующим пермеат.
Явление повышения концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны называется концентрационной поляризацией, а отношение концентрации у поверхности мембраны к концентрации в объеме раствора называется величиной концентрационной поляризациии обозначается КП.
Снизить величину концентрационной поляризации и таким образом уменьшить ее влияние на характер зависимостей удельной производи- тельности и селективности от давления и температуры можно путем увеличения скорости потока в напорном канале.
трехслойная композитная мембрана с активным слоем из полиамида, промежуточным полисульфоновым слоем и подложкой из полиэфира.
Длина напорного канала в модуле 0.24 м, его сечение 9.32*10-4 м2 . Рабочая поверхность мембраны в модуле 0.64 м.
Для анализа их концентрации в растворе применяется прибор Сд - 97 фирмы «Милваки», автоматически переводящий электропроводность в концентрацию и учитывающий изменение температуры от 0 до 50'С. Калибровочная кривая для конкретной соли выдается преподавателем.
отбирают необходимое для анализа количество раствора (20 — 30 мл).
Как изменяется осмотическое давление в зависимости от концентрации растворенных солей.
расходе концентрата и нескольких давлениях, определяемых соответственно по ротаметру Р1 и манометру М2
Для всех испытанных давлений рассчитывают удельную производительность G путем деления расхода пермеата на рабочую поверхность мембраны, и селективность φ по формуле φ = (x1-x2)/x1, где в качестве концентрации разделяемого раствора x1 берут среднеарифметическую величину между концентрацией исходного раствора и концентрата. Затем строят графики зависимостей G и φ от давления.
среднего расхода, представляющего собой сумму расхода концентрата и полурасхода пермеата.
(Превышение температуры 40'С недопустимо, посколь- ку может привести к разрушению мембраны).
|