ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор аппарата и определение его основных характеристик из "Основные процессы и аппараты химической технологии Изд.2" Для перехода от этой величины к удельной производительности в рабочих условиях следует учесть, что осмотические давления разбавленных растворов ВМС пренебрежимо малы. Неорганические соли ультрафильтрами практически не задерживаются, поэтому осмотическое давление пермеата близко к осмотическому давлению исходного раствора и последнее также не сказывается на удельной производительности. В рассматриваемом случае основным фактором, снижающим ее, является повышение вязкости, определяемое концентрацией соли, которая значительно выше концентрации ВМС. [c.335] Течение растворов через поры ультрафильтрационных мембран подчиняется закону Пуазейля, поэтому проницаемость обратно пропорциональна дина.мической вязкости. [c.335] Поскольку в процессе концентрирования ВМС концентрация Na l, определяюп1ая вязкость раствора, не изменяется, полученная величина может быть принята постоянной для любого сечения аппарата. [c.335] Учитывая, что потребная производительность в рассматриваемом случае невелика, выберем аппарат типа фильтр-пресс. Среди аппаратов этого типа следует отдать предпочтение бескорпусным. Такие аппараты не имеют массивного корпуса, рассчитанного на работу при высоких давлениях, благодаря чему снижается металлоемкость и достигается относительно высокая удельная поверхность мембран. Одна из конструкций изображена на рис. 11.6. [c.336] Аппарат состоит из ряда секций, стянутых во фланцах 3 с помощью шпилек 1 и гаек 2. Каждая секция представляет собой пакет мембранных элементов 5, чередующихся с уплотнительными прокладками 5. Пакет уложен в цилиндрическую обечайку 4. Прокладки 5 обеспечивают герметичность секции и благодаря силам трения при обжатии шпильками передают усилие рабочего давления на дренажный материал (этот эффект позволяет в данной конструкции обойтись без специального прочного корпуса). Между элементами располагаются сетки-сепараторы, предотвращающие соприкосновение элементов -и создающие каналы для протекания разделяемого раствора. [c.336] Переточные отверстия всех мембранных элементов секции совпадают, образуя коллекторы для входа раствора в секцию, распределения его между элементами и выхода в следующую секцию. Число мембранных элементов в каждой последующей секции по ходу раствора в аппарате уменьшается, что обеспечивает необходимую скорость раствора в любом межмембранном канале. [c.336] Исходный раствор поступает в аппарат через штуцер в нижнем фланце и последовательно проходит все секции. В каждой секции раствор движется параллельными потоками по межмембран-. ным каналам. Пройдя вдоль мембран, раствор собирается в выходном коллекторе секции и поступает во входной коллектор следующей секции. Концентрат (ретант) выходит из аппарата через штуцер верхнего фланца. Фильтрат (пермеат) движется внутри каналов, образованных дренажными сетками, в радиальном направлении, поступает в обечайки и из них сливается через отводные патрубки. [c.337] Диаметр аппарата определяется шириной выпускаемого мембранного полотна (0,45 м). Переменными величинами могут быть толщина сепарирующей сетки и дренажного слоя (составленного из собственно дренажного материала и двух подложек), а также число секций. [c.337] При уменьшении толщины сетки-сепаратора и дренажного слоя повышается компактность установки, но растет гидравлическое сопротивление. Поэтому наиболее правильно проводить выбор сепараторов и дренажей на основе технико-экономических расчетов. Для целей настоящего проекта можно принять, исходя из практических данных, следующие значения толщина сепаратора 6с = 0,5 мм толщина дренажной сетки бд = 0,4 мм толщина подложки и мембраны соответственно 1=0,2 и б9 = 0,1 мм. [c.337] Диаметр рабочей части мембраны равен общему диаметру за вычетом удвоенной ширины прокладочного кольца. Примем ширину кольца равной 0,025 м. Тогда диаметр мембраны ==0,45 —2-0,025 = 0,4 м. [c.337] Общее число элементов в аппарате rt — f/fэ = 57,8/0,25= 23 . [c.337] Проведем секционирование аппарата, исходя из необходимости обеспечения примерно одинакового расхода разделяемого раствора во всех сечениях аппарата. [c.337] В отличие от рассмотренной выше установки с рулонными аппаратами (см. разд. 11.1,6) в данном случае число каналов, по которым проходит разделяемый раствор, неравно числу элементов, поэтому удовлетворить одновременно условиям (11.7) и (11.8) невозможно, и необходим иной подход к секционированию. [c.337] Пусть н,-, кУ— расход разделяемого раствора соответственно на входе в -ю секцию и на выходе из нее (/= , 2, т,. где т — число секций в аппарате) — средний расход разделяемого раствора в канале, образованном двумя соседними элементами -й секции п,- — число элементов в г-й секции .э — расход пермеата на одном элементе = Lн// к — величина, определяющая допустимое изменение расхода по длине каждой секции. [c.337] Уравнение (11.40) определяет соотношение расходов в крайних секциях, отвечающее принятому значению д. Анализ этого уравнения показывает чем меньше д, тем больше соотношение расходов, поэтому снижая а и тем самым уменьшая степень изменения расхода по длине каждой секции, мы одновременно увеличиваем неравномерность расходов 1между секциями. [c.338] С целью выбора оптимального значения а проведем несколько вариантов секционирования, задаваясь различными д. [c.338] Полученное значение на единиду больше имекэщегося числа элементов (п = 231). По причинам, указанным ранее (разд. 11.1.6), вычтем один избыточный элемент из первой секции, т. е. примем П =-95. [c.338] Из рис. 11.7 можно видеть, что с увеличением д отношение расходов и число секций сначала быстро снижаются, а затем в интервале = 1,15—1,20 на кривых наблюдается перегиб, и снижение становится замедленным. [c.339] Отношение -1/ 7 ==0,00235/0,00218= 1,077. Найдем отклонение этого значения от полученного в расчетах (1,090—1,077) 100/ ,077= 1,2 %. [c.340] Вернуться к основной статье