Баромембранные процессы

Рис. 24-10. Схема получения концентрированного этанола с применением баромембранных процессов

Микрофильтрация (мембранная фильтрация)-разделение коллоидных систем и осветление р-ров отделением от них взвешенных микрочастиц. Процесс занимает промежуточное положение (без резко выраженных границ) между ультрафильтрацией и фильтрованием, проводится под давлением 0,01-0,1 МПа и отличается от др. баромембранных процессов, осуществляемых без фазовых превращений, возможностью образования на пов-сти мембраны твердой фазы (осадка солей). Размеры микрочастиц и пор проницаемых перегородок идентичны (0,1 -10 мкм). Наряду с полимерными мембранами для микрофильтрации перспективны также ядерные фильтры. [c.25]

Баромембранные процессы (обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация) обусловлены градиентом давления по толщине мембран, в осн. полимерных, и используются для разделения р-ров и коллоидных систем при 5-30 °С. Первые два процесса принципиально отличаются от обычного фильтрования. Если при нем продукт откладывается в виде кристаллич. или аморфного осадка на пов-сти фильтра, то при обратном осмосе н ультрафильтрации образуются два р-ра, один нз к-рых обогащен растворенным в-вом. В этих процессах накопление данного в-ва у пов-сти мембраны недопустимо, т.к. приводит к снижению селективности и проницаемости мембраны (о различии между микрофильтрацией и фильтрованием см. ниже). [c.24]

Баромембранные процессы используются во мн. отраслях народного хозяйства и в лаб. практике для опреснения соленых и очистки сточных вод, напр, разделения азеотропных и термолабильных смесей, концентрирования р-ров и т.п. (обратный осмос) для очистки сточных вод от высокомол. соединений, концентрирования тонких суспензий, напр, латексов, выделения и очистки биологически активных в-в, вакцин, вирусов, очистки крови, концентрирования молока, фруктовых и овощных соков и др. (ультрафильтра-цюг) для очистки технол. р-ров и воды от тонкодисперсных в-в, разделения эмульсий, предварительной подготовки жидкостей, напр, морской и солоноватых вод перед опреснением, и т.д. (микрофильтрация). [c.25]

К важнейшим технологическим параметрам баромембранных процессов относятся скорость фильтрации, полнота разделения (селективность) и проницаемость компонентов. [c.520]

В биотехнологии используются все виды баромембранных процессов. Однако наибольшее применение получили ультрафильтрационные процессы — в производстве ферментных препаратов, биологически активных веществ антибиотиков, витаминов, аминокислот [49, 50]. В последние годы ведутся работы в области непрерывного культивирования с использованием ультрафильтрационных мембран и полых волокон [49]. Хотя в промьппленной микробиологии превалируют небольшие ультрафильтрационные установки, во всем мире отмечается тенденция к переходу на большие агрегаты с площадью мембраны 50, 100 м и более. Однако внедрение в практику подобного типа мембран и фильтрующих установок связано с решением целого ряда задач. [c.38]

Промышленные аппараты для баромембранных процессов должны удовлетворять следующим требованиям иметь большую рабочую поверхность мембран в единице объема аппарата быть доступными [c.388]

В связи с тем, что процессы микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса осуществляют под избыточным давлением, поэтому их принято называть баромембранными процессами. [c.520]

Так как в баромембранных процессах разделения наблюдается некоторая аналогия с обычным фильтрованием, отметим принципиальные отличия мембранных процессов. В процессе простого фильтрования частицы, содержащиеся в исходной смеси, задерживаются внутри пор фильтрующей перегородки или на ее поверхности с образованием слоя осадка. С течением времени фильтрующая перегородка забивается мелкими частицами и скорость фильтрования падает. Процесс останавливают и фильтрующую перегородку (например, фильтровальный картон) выбрасывают или регенерируют (фильтровальная ткань). В процессах с образованием слоя дополнительно вначале удаляют слой осадка. [c.520]

Ниже приведены условные границы применения баромембранных процессов [c.327]

Диафильтрация-это способ проведения баромембранного процесса разделения жидких систем (чаще ультрафильтрации), используемый в случаях, когда мембрана обладает заметно различной селективностью по отношению к разделяемым компонентам раствора. При диафильтрации в разделяемый раствор вводят растворитель, расход которого обычно равен количеству отбираемого пермеата. Компонент раствора, плохо задерживаемый мембраной (НС), переходит вместе с растворителем в пермеат, и таким образом в аппарате происходит очистка компонента, по отношению к которому мембрана высокоселективна (ВС). С помощью диафильтрации можно практически нацело разделить компоненты раствора. Если же на мембране с подобными характеристиками проводить, например, обычную ультрафильтрацию, то концентрация ВС в исходном растворе повысится, а концентрация НС останется практически неизменной. [c.329]

Материальный баланс баромембранных процессов. Обычно мембранные процессы проводят при постоянных температуре и давлении. Заданными величинами являются количество исходного раствора (кг/ч) и его состав С(у (кг/кг), концентрация пермеата С2 (кг/кг), а также выход пермеата а [c.339]

Гидродинамическая очистка включает воздействие на мембрану пульсирующего потока обрабатываемого раствора или воды, промывку напорного канала газожидкостной эмульсией, турбулизацию потока (увеличение скорости потока за счет периодической циркуляции раствора, вставки-турбулизатора в напорном канале), обратную продувку мембраны сжатым воздухом или обратную промывку пермеатом. Сюда же относится метод, заключающийся в резком сбрасывании давления (для баромембранных процессов). При этом полимерная мембрана несколько расширяется, загрязнения отслаиваются и вымываются из аппарата сильным потоком воды в напорном канале. [c.355]

Что является движущей силой баромембранных процессов, как ее рассчитывают [c.356]

Для баромембранных процессов вообще и для ультра-фильтрации в частности существенну ю роль играют конструкции фильтрационных устройств. [c.224]

В баромембранных процессах движущей силой переноса является градиент статического давления (ультра- и микрофильтрация, обратный осмос) в диффузионно-мембранных - градиент концентрации пе- [c.467]

К баромембранным процессам, в зависимости от размера пор (указан в скобках), относят обратный осмос (1—5 нм), ультрафильтрацию (5-50 нм) и микрофильтрацию (> 1 мкм). [c.37]

Один из путей решения указанной проблемы - предварительная обработка нативных растворов с целью удаления из них примесей коллоидной природы. Такого рода обработка растворов перед их подачей в мембранный аппарат является важнейшей стадией в схемах, включающих баромембранные процессы. Особенно чувствительны к загрязнениям процессы, осуществляемые на полых волокнах, для которых предварительная очистка растворов должна полностью исключать наличие дисперсных примесей [48, 49]. Предварительная очистка растворов осуществляется с использованием как физических методов разделения (фильтрование, сепарирование и др.), так и реагентных (коагуляция, флотация, флокуляция). Выбор конкретного метода очистки, как и самого мембранного аппарата, применительно к данной задаче представляет собой серьезную проблему. Он должен учитывать как типы применяемых мембран и аппаратов, так и условия проведения баромембранного процесса. [c.39]

Изложены теоретические основы баромембранных процессов разделения, очистки и концентрирования жидких систем (обратного осмоса, ультрафильтрации и микрофильтрации). Приведены технологические расчеты. Показаны особенности аппаратурного оформления и области применения процессов. Рассмотрены способы получения различных типов мембран и их регенерации. [c.2]

Глава 7. Расчет баромембранных процессов и аппаратов 161 [c.4]

При внеш воздействии на систему градиента давления или гравитац поля возникает бародиффузия. Примеры диффузионное осаждение мелких взвешенных частиц при столкновении их с молекулами газа (см. Лылеу.гавливание)-, баромембранные процессы - обратный осмос, микро- и ультрафильтрация (см. Мембранные процессы разделения, Ос.иос). [c.102]

МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЁССЫ РАЗДЕЛЁНИЯ, основаны на преим. проницаемости одного или неск. компонентов жидкой либо газовой смеси, а также коллоидной системы через разделительную перегородку-мембрану. Фаза, прошедшая через нее, наз. пермеатом (иногда - фильтратом), задержанная - концентратом. Движущая сила М. п. р. - разность хим. или электрохим. потенциалов по обе стороны перегородки. Мембранные процессы м. б. обусловлены градиентами давления (баромембранные процессы), электрич. потенциала (электромембранные процессы), концентрации (диффузионно-мембранные процессы) или комбинацией неск. факторов. [c.23]

Концентрация растворенных в-в в р-ре-важный фактор, определяющий не только характеристики мембран, но и возможность применения всех баромембранных процессов, в т. ч. обратного осмоса. Последний эффективно используют обычно при концентрациях электролитов в р-рах от 5 до 20% по массе. Для р-ров орг. соединений интервал концентраций шире и определяется размерами молекул в-ва, их строением н степенью взаимод. с материалом мембраны. От концентрации растворенных в-в зависит также способность мн. из них, напр. 2пС12 и перхлоратов, к сольватации (в случае водных р-ров-к гидратации), к-рая нарушает структуру мембран вследствие их обезвоживания и приводит к снижению осн. характеристик. [c.24]

Для обратного осмоса, как правило, используют плоскокамерные, трубчатые и рулонные аппараты для ультра-фильтрации-плоскокамерные и трубчатые для микрофильтрации-те же аппараты, а также обычные патронные фильтры для электродиализа-кроме электродиализаторов, иногда плоскокамерные и с полыми волокнами, снабженные подводкой электропитания для мембранного газоразделв-ния-рулонные, плоскокамерные и трубчатые для испарения через мембрану-те же аппараты, что и для баромембранных процессов, снабженные системами подогрева, вакуумирования,. подачи инертного газа и конденсаторами паров для диализа-плоскокамерные и др. мембранные. [c.27]

Мембранные процессы классифицируются по виду основной движущей силы процесса. Движущей силой мембранного процесса является градиент химического (для незаряженных частиц потока) или электрохимического (для заряженных частиц потока) потенциала. Однако для технических расчетов таких процессов, так же как и для других массообменных процессов, в качестве движущей силы мембранного процесса принимают градиент фактора, определяющего скорость данного процесса, например градиент давления, температуры и т.д. Таким образом, основной движущей силой мембранного процесса может быть градиент тяяекия - баромембранные процессы (обратный осмос, нано-, ультра- и микрофилыра-ция), градиент концентраций-диффузионно-мембранные процессы (диализ, испарение через мембрану, мембранное разделение газов и др.), градиент электрического потенциала-электромембранные процессы (электродиализ, электроосмос и др.), градиент температурпроцессы (мембранная дистилляция и др.). В некоторых мембранных процессах возможно сочетание двух или даже трех названных выше движущих сил. [c.314]

Баромембранные процессы начали развиваться с завнительно недавно, 1Юэтому многие вопросы разработки механизма этих процессов, их расчета и практи-ческох о ис1Юльзования требуют существенной научной проработки и дальнейшего развития. [c.374]

Мембраны для баромембранных процессов должны удовлетворять следующим основным 1ребования.м обладать высокой разделяющей способностью (селективностью) высокой удельной производительностью (проницаемостью) химической стойкостью к действию разделяемой среды механической прочностью при монтаже, транспортировании и хранении. Кроме того, свойства мембраны в процессе эксплуатации не должны изменяться. [c.374]

Для мембран, используемых в баромембранных процессах, в качестве основной характеристики наряду с селективностью рассматривается обычно удельная производительность — поток вещества (объемный, массовый или мольный), проходящего через единицу поверхности мембраны в единицу времени. Единицы измерения м /(м с) кг/(м с) моль/(м с) л/(м ч) и т. д. Так как удельная производительность растет по линейному закону с перепадом давлений на мембране, гидродинамические свойства мембраны в бо льшей степени характеризуются отношением удельной производительности к этому перепаду давлений Коэффициент проницаемости — количество раство ра, перенесенного через единицу поверхности мем браны в единицу времени на единицу движущей силы Единицы измерения кг/(м с Па) м /(м с Па) моль/(м с Па) л/(м ч МПа). Так как удельная [c.374]

Наложение электрического поля на баромембранные процессы существенно нлияет на перенос вещества через мембрану и соответственно — на селективные свойства мембран [2]. Наблюдаемые при этом эффекты зависят от типа разделяемой системы, струкгуры мембраны, вида подводимого к мембране электрического поля и других факторов. [c.381]

Аппараты для баромембранных процессов подразделяют на четыре типа, отличающиеся способом укладки мембран аш1араты с плоскими мембранными элементами, аппараты с трубчатыми мембранными элементами, аппараты с мембранными элементами рулонного типа и аппараты с мембранами в виде полых вoJЮкoн. Во всех аппаратах для баромембранных процессов могут быть использованы как у1шотняющиеся (полимерные) мембраны, так и мембраны с жесткой структурой. [c.389]

Поскольку указанные методы применительно к баромембранным процессам разработаны еще недостаточно, различными исследователями предлах аются другие методы, основаннью на иных принципах и дающие в ряде случаев хорошие результаты. Некоторые из этих методов рассмотрены ниже. [c.397]

Аппараты для проведения баромембранных процессов работают как при. турбулентном, так и при ламинарном режиме движения разделяемого раствора. Следует отметить, что в аппаратах, работающих при ламинарном режиме, расход энергии значительно ниже, чем в аппаратах, работающих в турбулентном режиме кроме того, высота канала в этих аппаратах существенно меньше, что при прочих равных условиях ведет к увеличению поверхности мембран в аппарате и уменьшению перекачиваевлых объемов разделяемого раствора. Вместе с тем в условиях ламинарного движения разделяемого раствора по мере удаления от входа в канал возрастает концентрационная поляризация (вследствие развитая диффузионного пограничного слоя), что приводит, как отмечалось вьпде, к снижению проницаемости и селективности мембраны по длине канала. Этот факт необходимо принимать во внимание при расчете мембранных аппаратов. [c.399]

Введение в мембранную технологию (1999) -- [ c.284 , c.285 , c.286 , c.287 , c.288 , c.289 , c.290 , c.291 , c.292 , c.293 , c.294 , c.295 , c.296 , c.297 , c.298 , c.299 , c.300 , c.301 , c.302 , c.303 , c.304 , c.305 , c.306 , c.392 , c.394 , c.400 , c.401 , c.413 , c.416 , c.426 , c.453 , c.489 , c.491 , c.495 , c.496 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология