Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Движущая сила процесса обратного осмоса

    Движущую силу процесса обратного осмоса в случае идеально полупроницаемой мембраны можно определить следующим образом  [c.15]

    Таким образом, движущая сила процесса обратного осмоса [c.99]

    Для расчета движущей силы процесса обратного осмоса, а в ряде случаев и ультрафильтрации (например, при большой концентрации высокомолекулярных соединений) необходимо знание осмотического давления раствора. Вместе с тем, в литературе отсутствуют обобщенные данные по расчету осмотического давления, а имеющиеся справочные значения осмотического давления или осмотических коэффициентов не систематизированы и не собраны воедино. Все это затрудняет проведение расчетов мембранных аппаратов и систем для осуществления процессов обратного осмоса и ультрафильтрации. [c.19]


    Ультрафильтрация — процесс разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений в жидкой фазе с использованием селективных мембран, пропускающих преимущественно или только молекулы низкомолекулярных соединений. Движущей силой ультрафильтрации является разность давлений (рабочего и атмосферного) по обе стороны мембраны. Обычно ультрафильтрацию проводят при сравнительно невысоких давлениях 0,3—1 МН/м (3— 10 кгс/см2). Обратный осмос и ультрафильтрация имеют много общего. Для их осуществления, например, используются полупроницаемые мембраны, приготовленные из одного и того же материала, но имеющие различные размеры пор. Аппараты для этих процессов аналогичны. Однако необходимо отметить, что механизм процессов обратного осмоса и ультрафильтрации различен (см. стр. 83). [c.12]

    Наиболее важное применение процесса обратного осмоса заключается в получении питьевой воды из морской. Этот процесс применяется также для опреснения солоноватых вод. Осмотическое давление увеличивается при увеличении концентрации соли. Для морской воды осмотическое давление приблизительно равно 2,5 МПа, для солоноватых вод находится в диапазоне 0,1-0,4 МПа. Поэтому движущая сила процесса обратного осмоса в случае опреснения морской воды обычно равна 4-8 МПа, а в случае опреснения солоноватых вод —1,5-2 МПа. [c.33]

    Движущая сила процесса обратного осмоса для идеально полупроницаемой мембраны составляет [c.428]

    Перенос молекул воды через полупроницаемую мембрану из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией под действием внешнего давления, превышающего осмотическое давление, называется обратным осмосом или гиперфильтрацией. О причине обратного осмоса высказано несколько гипотез. Наиболее убедительная из них состоит в том, что поры этой мембраны проницаемы только для молекул воды. Гидратированные ионы, обладающие большими размерами, проходить через поры мембраны не могут. Движущей силой процесса обратного осмоса является разность между прилагаемым внешним рабочим и осмотическим давлением. Понятно, что при увеличении солесодержания нс.ходной воды обратный перенос молекул воды через мембрану уменьшается вследствие повышения осмотического давления. Снижается и эффект обессоливания, так как при увеличении концентрации раство- [c.92]

    Если со стороны раствора приложить внешнее давление, превышающее осмотическое, то скорость перехода через мембрану воды из раствора будет большей, чем воды в раствор. Таким образом, движущая сила процесса обратного осмоса с учетом того, что мембраны обычно пропускают некоторое количество ионов вместе с водой и фильтрат представляет собой раствор, но значительно менее концентрированный, чем исходный, будет равна [c.122]


    Осмотические давления растворов электролитов и концентрированных растворов высокомолекулярных веществ с молекулярной массой вплоть до нескольких десятков тысяч существенны и должны учитываться при расчете движущей силы процесса обратного осмоса и ультрафильтрации. Однако в литературе отсутствуют обобщенные рекомендации по расчету осмотического давления для растворов высокомолекулярных веществ. Ниже рассмотрены основные методы расчета осмотических коэффициентов и приведены формулы для определения осмотического давления, полученные на основе различных теорий растворов электролитов и неэлектролитов. [c.147]

    Осмотические давления растворов могут достигать десятков мегапаскалей. Рабочее давление в обратно осмотических установках должно быть значительно больше, поскольку их производительность определяется движущей силой процесса-разностью между рабочим давлением и осмотическим. Движущую силу АР обратного осмоса в случае применения идеально селективной мембраны (т. е. при ф = 100%) определяют разностью рабочего давления Р и осмотического давления 713 разделяемого раствора у поверхности мембраны, т.е. [c.325]

    В области больших разведений, когда концентрации соли в слое связанной воды и разделяемом растворе становятся сопоставимыми, следует ожидать, что ф высокоселективной мембраны будет находиться в обратной зависимости от растворимости в слое связанной воды. Увеличение концентрации исходного раствора приводит к уменьшению вклада этого эффекта в процесс разделения. Проницаемость в первой области остается практически постоянной, что объясняется прежде всего отсутствием заметного влияния концентрации раствора на движущую силу процесса. Из факта снижения селективности при большом разбавлении (I область) следует важный для практики вывод, что уровень примесей в воде, очищенной обратным осмосом, определяется их растворимостью в слое связанной воды. [c.211]

    Ультрафильтрация — сепарационный процесс, в котором молекулы или коллоидные частицы фильтруются из раствора через мембраны. Особенностью процесса, отличающего его от обратного осмоса, является то, что разделяются системы, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя. Движущей силой процесса, как и в обратном осмосе и диализе, является градиент давления. [c.108]

    Движущей силой процесса в данном случае является разность приложенного к концентрированному раствору давления р и осмотического давления п (р-тг). С учетом концентрационной поляризации процесс обратного осмоса проводят при давлениях, значительно превышающих осмотическое при исходной концентрации солей в воде. Так, л для усредненного состава морской воды равно 0,25 МПа, обессоливание морской воды осуществляют при р = 0,7-0,8 МПа, а иногда и выше. [c.225]

    Осмотическое давление растворов достаточно высоко, но рабочее давление в аппаратах обратного осмоса должно превышать осмотическое, так как их производительность зависит от движущей силы процесса ДР. При осмотическом давлении 2,5 МПа для морской воды, содержащей 3,5% солей, рабочее давление в опреснительных установках поддерживают на уровне 7—8 МПа. [c.429]

    Процессы ультрафильтрации и обратного осмоса имеют ряд общих признаков и среди них такой существенный, как движущая сила процесса (перепад давлений). Поэтому установить границу между этими процессами оказывается весьма затруднительно. В некоторых работах [25, 35] эту границу принимают, исходя из различий в размерах задерживаемых частиц. В табл. 1.3 приведена классификация процессов мембранного разделения растворов и коллоидных систем, построенная на этом принципе. [c.34]

    Движущей силой процесса ультрафильтрации является разность давлений по обе стороны мембраны. Ультрафильтрация применима тогда, когда хотя бы одну из компонентов эмульсии имеет молекулярную массу более 500, Движущая сила обратного осмоса — разность [c.187]

    В основу процесса обратного осмоса положено явление осмоса — самопроизвольного перехода растворителя через специальную полупроницаемую перегородку (мембрану) в раствор. Если какую-либо ячейку разделить мембраной и залить левую часть чистой водой, а правую раствором (рис. 4.1), то будет наблюдаться самопроизвольный переход молекул воды из левой части в правую. Движущей силой процесса при этом является разность концентраций воды в левой и правой частях ячейки. При этом уровень воды в левой части ячейки будет понижаться, а в правой повышаться. Вследствие возникновения гидравлического напора за счет разности уровней воды в обеих частях ячейки вода будет переходить из правой части ячейки в левую, причем скорость перехода воды слева направо будет падать вследствие убывания разности концентраций примесей по обе стороны мембраны (разбавление [c.121]


    Следует отметить, что диффузионные процессы, движущей силой которых является разность химических потенциалов, характеризуются сравнительно невысокой скоростью. Скорость же проникания через полупроницаемую мембрану при проведении процесса обратного осмоса значительно выше. Действительные коэффициенты проницаемости для различных жидкостей [120] значительно превышают коэффициенты самодиффузии этих жидкостей, что свидетельствует о преобладании капиллярного потока в мембране (см. также стр. 87). [c.84]

    Другим мембранным процессом, в котором в качестве движущей силы используется давление, является пьезодиализ [5-7]. В этом процессе ионные растворенные вещества проникают через мембрану в противоположность обратному осмосу быстрее, чем растворитель, которым обычно является вода. Схематическое представление процесса дано на рис. У1-13. [c.306]

    Концентрация, состав раствора и pH среды оказывают влияние на процесс разделения при обратном осмосе. Изменение концентрации раствора влияет на изменение осмотического давления, а оно определяет эффективную движущую силу процесса и производительность обратноосмотических мембран. [c.221]

    Обратным осмосом обычно называют процесс разделения водных растворов низкомолекулярных веществ, в том числе и во многих случаях солей. Используется обратный осмос и для разделения водных растворов, содержащих малые количества органических веществ. В этом процессе подлежащая разделению жидкая смесь подвергается действию внешнего давления, являющегося движущей силой процесса. Суммарный поток может быть представлен как сумма потоков воды Ju, и растворенного вещества 7,. Если мембрана высокоселективна, потоком Js можно пренебречь. Впрочем, и для менее селективных мембран поток растворителя (воды) много больше, чем поток растворенного вещества. В этом случае [c.264]

    Метод обратного осмоса [7] заключается в фильтрации растворов под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и полностью или частично задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ. В основе метода лежит явление осмоса — самопроизвольного перехода растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор (рис. 6.4, а) при перепаде давления АР, меньшем некоторого значения я. Давление п, при котором наступает равновесие, называется осмотическим (рис. 6.4, 6). Если со стороны раствора приложить давление р > р" + к, то перенос растворителя будет осуществляться в обратном направлении, поэтому этот процесс называется обратным осмосом (рис. 6.4, в). Из сказанного следует, что движущей силой обратного осмоса в случае идеальной полупроницаемой мембраны является [c.102]

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

    Майкле [48], рассматривая процессы мембранного разделения, в которых движущей силой переноса является перепад давлений, основное внимание уделяет преодолению осмотического давления разделяемой системы. При этом под обратным осмосом он понимает такой процесс, при котором необходимо преодолеть значительное осмотическое давление, а под ультрафильтрацией— процесс, не связанный с преодолением больших осмотических давлений. [c.35]

    Наиболее распространены процессы разделения, в которых в качестве движущей силы применяют разность давлений (обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация и др.) [1, 2]. Эти процессы называют баромембранными. Энергия А в этих процессах разделения складывается из работы на сжатие Ас и работы на продавливание Апр. А = А + А р. Работа на сжатие жидкости очень мала и ею можно пренебречь. Адр можно найти по формуле А = АРК, где АР — перепад давления на мембране V — обьем продавливаемой жидкости. [c.374]

    Мембранные методы отличаются типами используемых мембран, движущими силами, поддерживающими процессы разделения, а также областями их применения (табл. 26). Существуют мембранные методы щести типов микрофильтрация процесс мембранного разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления ультрафильтрация — процесс мембранного разделения жидких смесей под действием давления, основанный на различии молекулярных масс или молекулярных размеров компонентов разделяемой смеси обратный осмос — процесс мембранного разделения жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление диализ — процесс мембранного разделения за счет различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящий при наличии градиента концентрации электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического поля в виде градиента электрического потенциала разделение газов — процесс мембранного разделения газовых смесей за счет гидростатического давления и градиента концентрации. [c.209]

    Также возможно разделить низкомолекулярные компоненты с приблизительно одинаковыми размерами. В этом случае используется очень плотная асимметричная мембрана, что приводит к очень высокому гидродинамическому сопротивлению этот процесс называется гиперфильтрацией или обратным осмосом. При переходе от микрофильтрации через ультрафильтрацию к обратному осмосу гидродинамическое сопротивление сильно возрастает и соответственно требуется все более высокая движущая сила, в то же время поток продукта через мембрану и размер молекул (частиц) сильно уменьшается. [c.33]

    Обратный осмос можно использовать для отделения ионов из водного раствора. Для таких процессов, как правило, используются нейтральные мембраны, и транспорт ионов определяется их коэффициентами растворимости и диффузии в мембране (что выражается коэффициентом проницаемости растворенного вещества, уравнение V-148). Движущей силой транспорта ионов является перепад концентраций, однако при использовании заряженных или ионообменных мембран вместо нейтральных, на транспорт ионов оказывает влияние также фиксированный заряд. Теорелл [24] и Майер и Сивере [25] воспользовались теорией фиксированных зарядов для описания ионного транспорта в подобных системах. В основе теории лежат два закона уравнение Нернста — Планка и равновесие Доннана. [c.266]

    Основными процессами разделения жидких смесей являются микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Движущей силой всех трех процессов, приводящей к потоку вещества через мембрану, является гидростатическое давление. [c.118]

    При сопоставлении ультрафильтрации, обратного осмоса и фильтрования можно отметить, что они определяются общим законом, в соответствии с которым скорость процесса пропорциональная движущей силе и обратно пропор-цпональна сопротивлению. Для упомянутых процессов движущей силой является разность давлений по обеим сторонам мембраны (в первом приближении) или перегородки, а сопротивление зависит от свойств последних, а также от характеристик разделяемой системы и условий разделения. [c.83]

    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]

    Турбулизация разделяемого раствора. Создание развитого турбулентного режима движения в аппарате разделяемого раствора приводит к увеличению проницаемости и селективности мембраны вследствие снижения концентрации растворенных веществ в пограничном слое и приближения ее к концентрации в ядре потока, что вызывает уменьщение осмотического давления и увеличение движущей силы процесса (это важно прежде всего для обратного осмоса). В случае недостаточной турбули-зации раствора над мембраной при толщине пограничного слоя бг=100—300 мкм [55] концентрационная поляризация может достигать значения порядка 10 и более. [c.70]

    На рис. 4-15 представлены результаты опытов по концентрированию водного раствора капролактама. Для данной системы селективность не зависит от концентрации во всем интервале ее изменения. С увеличением концентрации проницаемость снижается в результате уменьшения движущей силы процесса вследствие повышения осмотического давления раствора. Постоянство селективности обусловлено, по-видимому, тем, что с изменением концентрации капролактама структура раствора не изменяется, а следовательно не изменяется и примембранный слой, который оказывает определяющее влияние на селективность процесса разделения обратным осмосом. Это подтверждается рис. 4-16, на котором зависимость Х2=1(Х1) экстраполируется в начало координат. Кроме того, это свидетельствует о том, что в системе капролактам — вода оба компонента смеси обладают способностью сорбироваться на поверхности мембраны. Наклон этой прямой характеризует их относительную способность к сорбции. [c.90]

    Концентрация, состав раствора и pH среды оказывают влияние на процесс разделения при обратном осмосе. Изменение концентрации раствора влияет на изменение осмотического давления, а оно определяет эффективную движущую силу процесса и производительность обратноосмотических мембран. Использование мембранных модулей различных типов и аппаратов (рг мный, трубчатый, рулонный и капиллярный) позволяет эффективно применять обратный осмос в промыщленном масштабе. [c.77]

    В этой главе показано практическое значение принципов обратного осмоса, описанных в гл. 7. Кроме того, приводятся типичные характеристики работы мембран для обратного осмоса, а также указываются некоторые их недостатки и отрицательные стороны процесса в целом. Рассмотрены ультрафильтрация и ультрафильтрацион-ные мембраны, однако менее детально. Эта глава является как бы введением в обсуждение инженерных и экономических аспектов и ряда областей практического применения обоих процессов (гп. 9-13). Рассмотрение ограничивается водными фазами и использованием гидростатического давления как движущей силы, хотя некоторые мембраны, пригодные для обратного осмоса, можно использовать также для разделения газов (гл. 13). [c.131]

    Процесс диализа не нашел г-акою широкого промышленного применения, как процессы ультрафильтрации, обратного осмоса шш элек хродиализа. При осуществлении перечисленных процессов обычно могут быть получены большие потоки вещества, чем при диализе, благодаря тому, что они протекают под действием приложенной извне движущей силы (градиент давления или градиент электрического потенциала). Так как стоимость мембран дает сравнительно большой вклад в суммарные затраты на проведение процесса разделения, предпочтительно иметь сравнительно большие потоки вешества, хотя энергетические затраты при этом оказываются более высокими. Тем не менее, диализ оказывается конкурентоспособным процессом при разделении веществ, нестойких к действию внешнего давления или электрического поля. Эффективным процессом является процесс отделения ионов от других растворенных веществ с помощью диализа. [c.438]

    В настоящее время к промышленным мембранным процессам относятся микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Другие мембранные процессы, включенные в этот класс, — это электродиализ и газоразделение. Электродиализ — это мембранный процесс, в котором движущая сила ионного транспорта поддерживается ргизностью электрических потенциалов. Этот процесс может быть использован только тогда, когда присутствуют заряженные молекулы. Типичной (и логически обоснованной) характерной чертой этого процесса является необходимость использования ионизированных или заряженных мембран. [c.34]

Смотреть страницы где упоминается термин Движущая сила процесса обратного осмоса: [c.15]    [c.314]    [c.24]    [c.79]   
Мембранные процессы разделения жидких смесей (1975) -- [ c.9 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Движущая сила

Осмос

Осмос обратный

Процесс обратный



© 2022 chem21.info Реклама на сайте