ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод на основе эмпирических корреляций из "Обратный осмос и ультрафильтрация" Метод расчета эмпирических корреляций по влиянию концентрации растворенных веществ и гидродинамических условий нашел развитие в работах Ю. И. Дытнерского и Р. Г. Кочарова и базируется на экспериментально изученных зависимостях селективности и проницаемости от концентрации растворенных веществ и гидродинамических условий в аппаратах обратного осмоса и ультрафильтрации [186—188]. Во всех случаях предполагается, что процесс проводится при постоянном давлении и постоянной температуре. [c.230] К аппаратам проточного типа относятся практически все аппараты, используемые при промышленном проведении процесса обратного осмоса, такие, как фильтрпресс , с трубчатыми мембранами, с мембранами в виде полых волокон и другие. Приводимые ниже расчеты в основном базируются на уравнениях, полученных при изучении процесса в модельном аппарате типа фильтрпресс и в общем случае не могут быть применены к другим аппаратам без экспериментальной проверки справедливости исходных уравнений. Однако в частных случаях, относящихся к условиям развитого турбулентного потока разделяемого раствора, полученные соотношения могут быть использованы для расчета любых проточных аппаратов. [c.230] Здесь (У.20) и (У.21)—уравнения материального баланса по всему веществу и по растворенному компоненту уравнения У.22) и (У.23) определяют в дифференциальной форме состав фильтрата и проницаемость в произвольном сечении, а уравнения ( /.24) и (У.25) выражают эти же величины как функции потока разделяемого раствора и его концентрации. [c.231] На основе уравнений ( .28) —(У.ЗО) удобно рассмотреть частные случаи проведения процесса. [c.232] Экспериментальное определение необходимых для расчета функций g x) и f x) может быть проведено в лабораторных ячейках с мешалками. Величины, определяемые выражениями (V.33) — (V.36), находят с помощью графического или численного интегрирования. [c.233] Следует отметить, что уравнение (У.43) может использоваться не только для нахождения состава фильтрата, полученного на мембране с известной селективностью, но также и для решения обратной задачи определения необходимой селективности мембраны для проведения процесса концентрирования раствора в заданном диапазоне концентраций при фиксированном составе фильтрата. [c.234] В остальных случаях расчет по урашению ( .42) может быть проведен с помощью графического или численного интегрирования. [c.234] Поскольку локальный состав фильтрата дается, как и в предыдущем случае, соотношением (У.38), выражения (У.40), (У.41), (У.43) и (У.44) сохраняют свой вид. [c.235] Решение интеграла в правой части этого равенства с предварительным определением опытным или расчетным путем значения констант может быть как численным, так и графическим. [c.235] Здесь уравнения (У.54), (У.55), ( .58) и (У.59) имеют такой же смысл, как и в непрерывном процессе, а уравнения (У.56) и (У.57) определяют в дифференциальной форме состав фильтрата п проницаемость в произвольный момент времени т. [c.236] На основе этих уравнений рассмотрим частные случаи проведения процесса. [c.236] Выражения (У.бЗ), (У.64), (У.Зб) позволяют определить выход концентрата, выход и состав фильтрата при концентрировании раствора от начального состава Хо до х С помощью уравнения (У.65) может быть определена поверхность мембраны, требуемая для разделения определенного количества раствора в заданное время. Условия, при которых возможен процесс разделения, сохраняют вид (У.37). [c.237] Такой расчет возможен, если выполняются условия (У.44). [c.237] Следует отметить, что в рассматриваемом случае изменение Ке вызывается только изменением вязкости раствора. Поэтому, если в процессе концентрирования вязкость меняется несущественно, проницаемость может быть описана выражением (У.39) и для определения необходимой поверхности мембраны вместо выражения (У.70) целесообразно использовать более простое— (У.68). [c.238] Аппараты с мешалками используются в основном при лабораторных исследованиях обратного осмоса и ультрафильтрации (см. стр. ПО). Однако в ряде специальных случаев подобные аппараты могут найти применение и в промышленности, если по каким-либо причинам необходимо интенсивное перемешивание разделяемого раствора, например при использовании аппарата в качестве реактора с отводом одного из продуктов реакции через мембрану и т. п. [c.238] Расчеты, приводимые ниже, основаны на предположении, что жидкость в аппарате интенсивно перемешивается, так что ее состав постоянен во всех точках аппарата селективность и проницаемость уже не зависят от дальнейшей интенсификации перемешивания. [c.238] Периодический процесс. В этом случае для расчета могут быть использованы соотношения, полученные для аппаратов проточного типа в условиях полного перемешивания растворов в поперечном направлении. [c.238] При произвольных концентрациях растворенного вещества следует использовать выражения (У.36), (У.63) — (У.65), а при невысоких концентрациях— (У.43), (У.66) — (У.68). [c.238] Здесь (У.71) и (У.72)—уравнения материального баланса уравнение (У.73) связывает выход фильтрата с проницаемостью мембраны и ее поверхностью, а уравнения (У.74) и (У.75) определяют проницаемость мембраны и состав фильтрата как функции концентрации жидкости в аппарате. [c.239] Проницаемость мембраны и состав фильтрата в процессе разделения не меняются и полностью описываются соотношениями (У.74) и (У.75). [c.239] Вернуться к основной статье