Как работает мембрана

Длительность непрерывной работы мембраны, год [c.312]

В результате воздействия высокого давления на полимерный материал наблюдаются значительные остаточные деформации. Такие свойства полимеров называются вязкоэластичными. Опыты показали [153], что вязкоэластичные свойства характерны и для ацетатцеллюлозных мембран при снятии давления структура мембраны не возвращается в исходное состояние. Усадка структуры мембраны с течением времени (особенно заметная в первые часы работы мембраны) снижает проницаемость и повышает селективность. Спустя сутки после снятия давления характеристики мембраны не восстанавливаются до исходных значений— произошла некоторая остаточная деформация структуры мембраны. Практически установившийся режим по проницаемости и селективности обычно наступает через 5—6 ч. [c.177]

Из ЭТОГО уравнения следует, что условия работы мембраны меняются непрерывно вдоль поверхности и что степень извлечения компонента зависит от проницаемости, разности парциальных давлений и толщины мембраны. Проницаемость является прямой характеристикой мембраны, в то время как разность парциальных давлений и толщина мембраны зависят от свойств мембранного полимера. [c.23]

Под действием градиента электрического потенциала из анодного пространства электролизера помимо ионов Ыа+ в католит могут переноситься и другие катионы, которые оказывают существенное влияние на работу мембраны и качество получаемой щелочи. Это обстоятельство предъявляет повышенные требования к чистоте питающего рассола. Действие электрического поля способствует также переносу значительного количества молекул воды из анолита в католит. [c.101]

Из аппаратов с трубчатыми мембранными элементами наибольшее применение получили аппараты с мембраной внутри трубки. Они имеют следующие преимущества малая материалоемкость из-за отсутствия корпуса низкое гидравлическое сопротивление потоку пермеата в связи с небольшой длиной дренажного канала хорошие гидродинамические условия работы мембраны, т.е. равномерное движение потока раствора с высокой скоростью над ее поверхностью и отсутствием застойных зон возможность механи- [c.349]

Для оценки загрязненности растворов, поступающих в мембранные аппараты, разработаны методы, которые облегчают выбор схемы предварительной очистки раствора и позволяют прогнозировать срок эффективной работы мембраны. Однако все они далеки от завершения, и пока еще приходится проводить определенный объем исследований, прежде чем выбрать наиболее рациональную схему или методы очистки. [c.355]

Было обнаружено, что по крайней мере один штамм микроорганизмов может вызвать нарушения в работе мембраны, очевидно, в результате ферментативного воздействия на ацетат целлюлозы /55/ (штамм культивировался в среде, в которой ацетат целлюлозы служил питательным веществом). Этот результат, конечно, нельзя считать общим мембраны подвергались воздействию большого числа микроорганизмов, но явного влияния на мембраны или [c.157]

На рис. 17.5 схематично показано поперечное сечение мембраны в нерабочем (а) и в рабочем (б) состояниях. Активный слой 1 мембраны, опираясь на подложку 2, при повышении давления уплотняется и деформируется, в результате чего уменьшается размер пор и увеличивается селективность. При снижении давления остаточная деформация (гистерезис) активного слоя приводит к тому, что кривая проницаемости G = f(P) располагается ниже первоначальной, а кривая селективности Ф = /( )—выше первоначальной, как видно из графиков рис. 17.6, а, б. Образовавшуюся гистерезисную петлю обычно используют как характеристику мембраны, определяющую срок ее службы чем меньше площадь гистерезисной петли, тем более продолжительно может работать мембрана в аппарате. [c.434]

Многие аппараты, защищенные ПМ, работают в режиме повторно-статических нагрузок. В этом режиме работает большинство аппаратов периодического действия. В наиболее трудных условиях работают мембраны на аппаратах, находящихся под давлением или вакуумом, в которых нагрузка изменяется с большой частотой, вследствие чего усталостное разрушение мембран наступает довольно быстро. [c.202]

Для обеспечения работы мембраны нужно определить значение разрушающего давления. Расчетным путем можно только весьма ориентировочно со значительной погрешностью определить лишь усредненную величину разрушающего давления. Поэтому размеры мембран и их разрушающее давление приходится определять опытным путем. [c.171]

Требования к очищенному рассолу. Ионно-обменные мембраны особо чувствительны к наличию в рассоле многовалентных катионов (Са2+, Mg2+, Hg +, Fe + и др.). Имея значительно меньшую подвижность по сравнению с ионами натрия, многовалентные катионы задерживаются у ионно-обменных групп мембраны, частично адсорбируясь на ее поверхности, тем самым блокируя и уменьшая обменную емкость мембраны )[315, 316]. Если содержание Са + и Mg + превышает пределы растворимости их гидроксидов, то образующиеся в щелочной среде малорастворимые соединения отлагаются на поверхности или внутри пор мембраны, вызывая деструкцию и уменьшение ее селективности. В результате снижается выход по току, возрастает напряжение, сокращается продолжительность работы мембраны. В случае малого содержания примеси кальция, когда выпадение твердой фазы не происходит, весь кальций, проникший в мембрану, переносится в виде иона кальция в католит и выводится с получаемой каустической содой, оставаясь в ней в виде примеси. Вредное действие оказывают также сульфаты, хлораты, гипохлориты и некоторые другие соединения, которые могут содержаться в рассоле. [c.220]

Рассмотрим более подробно каждый из указанных факторов применительно к условиям работы мембраны. [c.60]

Профилированная поверхность ограничительного диска является основным объектом расчета этой детали. Из предыдущего (см. гл. П1—IV) следует, что формой профилированной поверхности полностью определяется напряженное состояние мембраны. Поэтому расчет профилированной поверхности и расчет мембраны должны быть органически связаны между собой. Другими словами, для каждой определенной формы профилированной поверхности требуется мембрана определенной толщины, изготовленная из заданного материала. В противном случае возможно резкое снижение долговечности работы мембраны. [c.69]

Полимер должен быть высокомодульным в этом случае он устойчив к сжатию, приводящему к потере воды во времени. Это возможно при высоких значениях Гс. Последнее предполагает наличие в полимере кольцевых структур, например -глюкозных фрагментов ацетата целлюлозы и ароматических составляющих ароматических полиамидов. В этом случае будет гарантирована продолжительная работа мембраны с минимальными потерями проницаемости. [c.72]

Если же провести такой анализ необходимо, то чтобы восстановить нормальную работу мембраны, ее поверхность полируют. [c.29]

Особое внимание обращают на состояние мембраны. Мембраны изготавливают из прорезиненных тканей М-47 серо-голубого цвета и АМ-93 — черного цвета. Мембраны из М-47 часто выходят из строя из за отслоения резины. Поэтому рекомендуется мембраны делать из прорезиненной ткани АМ-93. Этот материал толщиной 0,45 мм на льняной основе покрыт с двух сторон гонким резиновым слоем. Чтобы избежать прорыва, применяют сдвоенные мембраны. Верхняя- мембрана является поддерживающей упругой опорой для нижней мембраны, разделяющей гидравлические полости. Для того чтобы не было застоя жидкости между мембранами, на свободной поверхности верхней мембраны пробивают три отверстия диаметром 3 мм. Размер мембраны должен соответствовать проточке в корпусе вентиля. При сборке края мембраны протирают тальком. Более надежно работают мембраны из листового фторопласта толщиной 0,4—0,8 мм. [c.87]

Для оценки загрязненности растворов, поступающих в мембранные аппараты, разработаны методы, в значительной мере облегчающие выбор схемы предварительной очистки [100] и позволяющие прогнозировать срок эффективной работы мембраны. Однако все они еще далеки от завершения, и поэтому чтобы выбрать наиболее рациональную схему предварительной очистки исходного раствора, необходимы специальные исследования. [c.74]

Приведенные в этом разделе данные по экономике процессов обратного осмоса и ультрафильтрации следует рассматривать как ориентировочные, так как в каждом конкретном случае на экономику процесса могут повлиять специфические для этого случая факторы (концентрация исходного раствора и необходимая степень его концентрирования, продолжительность нормальной работы мембраны в данном растворе и т. п.). [c.118]

Рис. П-З. Зависимость скорости и селективности разделения смеси вода — изопропанол [18, 20] (материал мембраны, температура разделения и другие условия эксперимента не приводятся) а — от содержания воды в исходном растворе б — от времени работы мембраны.

Как показали эксперименты [1, 47], время достижения установившегося режима работы мембраны колеблется от 0,5 до 20—25 ч и зависит от исследуемой системы, температуры разделения и метода предварительной обработки мембраны. [c.138]

Рис. П-18. Зависимость проницаемости от продолжительности работы мембраны для системы толуол—полипропилен (толщина мембраны б = = 50 мкм)

Рис. П-19. Зависимость проницаемости от времени работы мембраны при периодической (сменной) работе установки [система толуол—полипропилен, набухание при комнатной температуре мембрана предварительно работала при ж = 78,5 °С (1, 2) и при ж = 41,3 С 3, 4)]

На рис. П-18, П-19 приведены результаты экспериментов на системах толуол — полипропилен и толуол — к-бутанол — полипропилен, из которых следует, что время предварительной работы при использовании мембран из полипропилена должно быть большим и оно зависит от концентрации компонентов, температуры жидкости и предыстории работы мембраны. На основании этих данных, а также опыта работы, измерения скорости и селективности разделения проводились [31, 47] после 5—10 ч (и более) работы установки при заданном режиме и показания считались устойчивыми после двух-трех-кратного повторения результатов. [c.139]

Как отмечает Лонг [44], главная трудность при создании удовлетворительной теоретической модели для разделения смесей испарением через мембрану заключается в том, что структура полимерных мембран обычно меняется от партии к партии, зависит от температурных условий и предыстории работы мембраны в растворителе. Кроме того, характеристики полимерной мембраны могут меняться [c.150]

Важным параметром, определяющим как технологию, так и экономику процесса, является стойкость мембран в рабочей среде или время ЖИ31НИ , т. е. время стабильной работы мембраны в аппарате, по завершении которого мембрана должна быть заменена. Эксплуатация установки показала, что за 200 сут. работы проницаемость ацетатцеллюлозных мембран по СО2 снизилась до 2,16 м (м -ч-МПа) в течение последующих двух с половиной лет производительность установки уменьшилась еще на 6%. Таким образом, время жизни данной мембраны —не менее 3 лет. [c.293]

Надежность работы манометрической камеры малого объема зависит и от формы гибкой перегородки — разная ее конфигурация дает разную удельную (на единицу площади поверхности мембраны) величину изменения объема камеры при допустимой деформации мембраны. Так, сферические мембраны оказываются в этом плане хуже плоских. Наиболее эффективны слабо выпуклые круглые мембраны, работающие в режиме хлопающих мембран . На рис. 100 приведен один из вариантов разделительной камеры на основе таких мембран. Камера с помощью штуцера присоединяется к манометрическому технологическому вводу. При заливке (обычно дистиллированной водой) разделительной манометрической системы в последней из-за сложности заполнения всегда остается значительное количество воздуха. Это приводит к недостаточности фактического заполнения разделительной системы и работе мембраны на продавливанне . Поэтому они устанавливаются выпуклостью наружу, чтобы работать в режиме схло-пывання. Если можно обеспечить заливку разделительной системы близкую 100%, то мембраны целесообразно устанавливать выпуклостями внутрь. Такие разделительные камеры отличаются простотой изготовления, удобны и надежны в работе. Возможны и другие конструктивные решения. Учитывая большую длительность технологического цикла выращивания кристаллов и высокие требования к стабильности рабочих параметров, на промышленные установки синтеза устанавливается несколько манометров, причем хотя бы часть из них должна иметь различные разделительные системы. [c.294]

В наиболее трудных условиях в отношении усталости материала работают мембраны на аппаратах, периодически находящихся под давлением и. под вакуумом. Весьма нейлаготгриятным является режим работы мембран, устанавливаемых на различных ступенях насосов и компрессоров нагрузка здесь, хотя обычно и не является знакотеременной, изменяется с очень большой частотой, поэтому усталостное разрушение наступает довольно быстро. [c.40]

В зависимости от используемой модели переноса свойства и работа мембраны дпя ультрафильтрации описывались различным образом с помощью введенных ранее параметров эффективного радиуса пор, проницаемости мембраны по отношению к воде, задерживания растворенного вещества, коэффициентов взаимодействия потоков воды и растворенного вещества (например, коэффициента отражения Ставермена). Краткое изложение методов, используемых дпя вычисления радиусов пор в ультрафильтрационных мембранах, приведено в работе /24/ уравнение Пуазейля (15) дает самые низкие значения. Средние размеры радиусов пор целлофановых мембран изменяются от 1,5. Ю З - 2,5-Ю (в зависимости от ио-пользуемого для расчета радиусов метода) до 8 10" — 10 10 мкм радиусы увеличиваются с повышением содержания воды. Коэффициент отражения Ставермена дпя некоторых растворенных целлофановых мембран представлены в табл. 6 /95/. Как и ожидалось, задерживание возрастает с повышением молекулярной массы раст воренного вещества и при уменьшении размера пор. Имеет место значительное задерживание растворенных веществ мембранами, средние значения радиусов пор которых в несколько раз превышают радиусы молекул растворенного вещества. Диапазон изменения значений постоянной дпя этих целлофановых мембран аналогичен интервалу изменения постоянной для анизотропных ацетатцеллю-лозных мембран, термообработанных при разной температуре. [c.170]

Следует отметить, что вследствие неопределенности параметров работы мембраны и размеров каналов в реальных обратноосмотических устройствах практикуется некоторая "настройка" этих устройств. Эмпирически определяется влияние скорости исходного потока на работу аппарата /109/ и затем устанавливается соответствующее оптимальным условиям значение скорости исходного потока. Имеются некоторые данные о работе реальной системы в производственных условиях. Результаты, полу генные на опытной установке с номинальной производительностью 250 м воды в сутки, вероятно, типичны для работы трубчатого обратноосмотического аппарата. Установка содержала трубки диаметром 2,5 см, а средний поток воды составлял 980 л/(м . сут). При числах Рейнольдса на входе и выходе 40 ООО и 11 ООО соответственно поляризационный модуль изменялся от 1,1 до 1,5 в зависимости от потока через мембрану и числа Рейнольдса, а перепад давления на установке достигал 5 кгс/см /46/. В испытаниях обратноосмотической установки производительностью 230 м /сут (табл. 5) средний поток воды составлял 500 л/(мсут), поляризационный модуль по оценке находился в интервале 1,2-1,4, а перепад давления в системе составлял - 2,8 кгс/см 2 /47 /. [c.187]

Для проверки воспроизводимости, при работе с осмометром Хельфрица, после того как равновесие уже установилось, при помощи пипетки добавляют или отбирают растворитель из кюветы. Равновесие устанавливается вновь при хорошей работе мембраны через 2—3 часа, причем получаются те же самые значения h (рис. 111). [c.169]

При испытании мембраны Нафион 315 на рассоле, содержащем 20 мг/дмз Са2+ и 20 мг/дм Mg +, снижение выхода по току достигало 15%, а при работе мембраны Нафион 227 на рассоле, содержащем 6 мг/дм Са2+, обнаружено наличие кальция в сульфамидном поверхностном слое и разрушение структуры полимера. Нормальная работа мембраны возможна при содержании в очищенном рассоле менее 0,5 мг/дм Са + и менее 0,1 мг/дм Mg2+ [318]. При сравнении различных мембран установлено [319], что перфторсульфонамидные мембраны более чувствительны к содержанию примесей кальция и магния, чем перфторсульфокислотные мембраны. [c.221]

По данным [320] присутствие в рассоле 8—10 г/дм N82804 снижает за 250 дней работы мембраны выход по току на 2%. Особо вредным для аппаратуры и самой мембраны считается [c.221]

Опыт эксплуатации мембранных электролизеров показал, что наличие в рассоле,поступащем на электролиз, значительных количеств многовалентных катионов Са " , и других отрицательно влияет на работоспособность ионообменной мембраны снижается выход по току, возрастает напряжение, ухудшаются механические свойства. При продолжительных испытаниях наблвдались мивроразрывы по мембране, хорошо видимые в оптический микроскоп. Анализ результатов проведенных исследований с учетом сообщений зарубежных фирм позволяет сделать вывод о том, что требования к чистоте рассола будут различными в зависимости от концентрации производимой щелочи. Как видно из рис. 2,для нормальной работы мембраны в течение длительного срока при получении годной щелочи содержание кальция в рассоле не должно превышать 0,1 мг/л. При использовании более эффективных мембран, позволяющих поднять концентрацию щелочи до 30-40 мае. 5, в рассоле можно допустить содержание не более 0,05 мг/л каль- [c.51]

По-видимому, наибольшего эффекта следует ожидать от предварительной магнитной обработки растворов перед их подачей в мембранный аппарат. Проведенные исследования (А. Ш. Шаяхметов, Ю. И. Дытнерский, В. А. Мороз, В. Л. Павлов) показали, что магнитная обработка воды перед проведением обратного осмоса способствует длительной работе мембраны без заметного ухудшения ее характеристик. [c.97]

Обраш,ает внимание на рис. П-18 и П-19 значительное увеличение проницаемости после работы мембраны при более высокой температуре. Было отмечено [31, 47] также некоторое увеличение проницаемости мембраны из полипропилена после работы при высоких концентрациях легкопроникаюш,его компонента. Аналогичное влияние предыстории работы мембраны на ее проницаемость отмечалось также Лонгом [44]. По этим причинам, как правило, изучение [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология