Применение мембранных методов промышленных

Физико-химические методы играют существенную роль при обработке производственных сточных вод. К ним относятся следующие коагуляция и флокуляция, сорбция, ионный обмен, экстракция, различные электрохимические методы, мембранные методы (обратный осмос, ультрафильтрация) и др. Эти методы используют как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, биологическими и химическими методами очистки. В настоящее время область применения физико-химических методов очистки расширяется. Наиболее эффективное применение физико-химических методов достигается в локальных системах очистки сточных вод промышленный предприятий. [c.134]

Применение мембранных методов в пищевой промышленности позволяет проводить очистку и концентрирование растворов без подогрева и выпаривания. Они используются также для подготовки технологической воды, стабилизации безалкогольных напитков и виноградных вин, концентрирования натуральных соков, пастеризации, извлечения ценных компонентов из технологических стоков различных производств, очистки промышленных стоков и т. д. Применение мембранных процессов в пищевой технологии позволяет значительно снизить энергоемкость процессов обезвоживания фруктовых и овощных соков, сиропов, экстрактов по сравнению с процессами выпаривания или вымораживания, улучшить качество и повысить выход получаемых продуктов. [c.517]

Мембранные методы очистки природного газа и его разделения с выделением диоксида углерода и гелия. Области использования компонентов, выделяемых из природного газа. Примеры промышленного применения мембранных методов для выделения диоксида углерода из природного газа. Применение мембранных модулей из полых волокон и с рулонными разделительными элементами. Оценка стоимости процесса с использованием мембран разной селективности. Комбинирование мембранного метода с абсорбционным и дистилляцией для выделения диоксида углерода из природного и дымовых газов. Технологические схемы процесса разделения и оценки эффективности использования комбинированных методов. Многоступенчатый процесс выделения гелия из природного газа с промежуточной очисткой от диоксида углерода. Технико-экономические характеристики. Возможность комбинирования мембранного и криогенного методов получения гелия [c.79]

Широкому промышленному применению мембранного способа оч истки природного и нефтяного газов способствуют несколько причин. Во-первых, исходный газ находится, как правило, под повышенным давлением, поэтому отпадает необходимость в установке компрессоров. Во-вторых, пермеат, обогащенный извлекаемыми кислыми компонентами, может быть утилизирован непосредственно на месторождении (как правило, залежи нефти и газа соседствуют друг с другом), например для увеличения нефтеотдачи пластов и отработанных скважин. В-третьих, применение мембранной технологии позволяет получать очищенный и осушенный до необходимых стандартов газ без дополнительной обработки его другими (традиционными) методами. [c.285]

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу и ультрафильтрации свойственно явление концентрационной поляризации, которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности, сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверхности мембраны слой жидкости, чтобы ускорить перенос растворенного вещества в ядро разделяемого раствора. Этого добиваются применением в лабораторных установках магнитных мешалок и вибрационных устройств, а в промышленных условиях увеличением скорости протекания жидкости вдоль мембраны и использованием различного рода турбулизаторов. [c.18]

Классификация загрязняющих веществ сточных вод предприятий газовой промышленности, данные о составе загрязнений. Основные мембранные процессы, используемые для очистки сточных вод микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Технологические схемы очистки сточных вод от водомасляных эмульсий, ионов тяжелых металлов, термальных вод от фенолов, обессоливания и опреснения сточных вод. Промышленное применение мембранного метода обратного осмоса. Технико-экономическое сопоставление обратноосмотического метода с дистилляционным. Вопросы предварительной обработки сточных вод перед их подачей в мембранные установки для увеличения срока их службы при сохранении разделительных характеристик мембранных модулей [c.107]

В связи со все возрастающим значением защиты водоемов от сбросов различных примесей с промышленных предприятий, в том числе и с ВПУ ТЭС, в последние годы возросло внимание к безреагентным методам для обессоливания воды. В настоящее время наиболее разработаны для практического применения мембранные методы. Известно несколько видов мембранных процессов ультрафильтрация, обратный осмос (гиперфильтрация), электродиализ, диализ. В основе всех мембранных методов лежит перенос примесей или растворителей через мембраны. Природа сил, вызывающих этот перенос, может быть различной. Соответственно различаются и мембраны, применяемые в таких процессах. При использовании сил давления (ультрафильтрация и обратный осмос) мембраны должны пропускать растворитель (воду), в максимальной степени задерживая ионные и молекулярные примеси. При использовании электрических сил мембраны должны быть проницаемы для ионов и не должны пропускать воду [23, 35, 41]. [c.120]

Промышленное применение мембранных методов разделения газов относится к 40—50 годам текущего столетия, т. е. к периоду создания технологии обогащения урана, причем мембранные газодиффузионные установки получения урана, обогащенного изотопом-235, были созданы и пущены в очень короткие сроки. [c.6]

Очистка сточных вод сыроваренных заводов. Очень перспективно применение мембранных методов для очистки сточных вод сыроваренных заводов, на которых в США и Дании построено несколько опытнопромышленных и промышленных установок для извлечения пищевых белков, лактозы, витаминов и молочной кислоты из сбрасываемых в сток сыроваренных сывороток. [c.323]

Реагентная ультрафильтрация резко расширяет область применения мембранных методов разделения. Появилась возможность использования высокопроизводительных процессов для обезвреживания промышленных стоков, которые раньше можно было очистить только обратным осмосом. Этим методом можно селективно удалять из отходов загрязняющие компоненты, не затрагивая солевого балласта. Кроме того, облегчается утилизация и переработка извлеченных токсичных компонентов. [c.230]

Параметры пилотной установки по осушке природного газа. Результаты технико-экономического расчета стоимости установки и процентного содержания метана в пермеате. Примеры полупромышленного и промышленного применения мембранных методов для выделения диоксида углерода из природного газа. Применение мембранных модулей из полых волокон и с рулонными элементами. Технологическая схема выделения диоксида углерода из природного газа с использованием мембранных аппаратов. Оценка стоимости процесса при использовании мембран различной селективности. Технико-экономические показатели процесса выделения диоксида углерода мембранным и альтернативными методами [c.87]

Так, очень перспективно применение мембранных методов для очистки сточных вод сыроваренных заводов, на которых в США и Дании построено несколько опытно-промышленных установок для извлечения пищевых белков, лактозы, витаминов и молочной кислоты. Эти установки состоят из двух последовательно включенных мембранных элементов. На первой ступени ультра-фильтрационно отделяется и концентрируется пищевой белок. Этот белок после промывки и сушки используется для приготовления детских питательных смесей и обогащения полноценными белками других пищевых продуктов. Прошедшая через мембрану первой ступени сыворотка, уже не содержащая белков, поступает на вторую ступень — обратноосмотическую, где выделяется лактоза, молочная кислота и витамины. Прошедшая через эту ступень вода с очень небольшим содержанием примесей низкомолекулярных органических веществ может быть сброшена в обычную канализацию. [c.117]

Для успешной реализации Продовольственной программы химики используют весь арсенал средств, находящихся в их распоряжении, в том числе и новейшие научные разработки. Так, специалисты Всесоюзного научно-исследовательского института синтетических смол предложили применять для переработки молочной сыворотки простой и экономичный мембранный метод. Этот метод позволяет использовать до 89% молочной сыворотки. По оценке специалистов, применение мембранного метода в молочной промышленности может дать годовой экономический эффект 150— 200 млн. руб. [c.58]

Мембранное разделение изотопов урана с получением обогащенного гексафторидом урана ( UF ) потока применяется в промышленном масштабе уже более пятидесяти лет. Молекулярные массы изотопов гексафторида урана очень близки, следовательно, величина идеального фактора разделения, равного корню квадратному из отношения молекулярных масс, почти равна единице (1,008). Поэтому д.ля получения обогащенного урана-235 необходимо n n0JH.30BaTb многоступенчатые каскадные установки, включающие несколько тысяч ячеек на основе микропористых керамических (или металлокерамических асимметричных) трубчатых мембранных элементов. Мембранный метод используется также для выделения радиоактивных изотопов благородных газов (изотопов криптона и ксенона). Применению мембранно1 о мегода способствуют относительно небольшие объемы перерабатываемых газов, надежность работы установки, возможность полной автоматизации процесса, простота аппаратурного оформления процесса, отсутствие отходов производства. [c.429]

Первое сообщение о возможности практического использования явления селективной проницаемости компонентов газовой смеси через полимерные или металлические перегородки — мембраны было сделано Грэхемом в середине XIX века. Однако от открытия явления до его промышленного применения прошло более столетия. Это объясняется, прежде всего тем, что в то время промышленность не была подготовлена к использованию этого явления. Внедрению мембранного метода разделения газов в промышленность способствовали результаты изучения явлений, связанных с селективным переносом молекул газов через сплошные (гомогенные) и микропористые мембраны, имеющие неорганическую или полимерную природу, успехи в синтезе полимеров с газоразделительными свойствами, разработка методов получения высокопроизводительных (асимметричных, композиционных, напыленных и т. д.) полимерных, металлических и керамических мембран, создание конструкций и методов расчета мембранных аппаратов и установок. [c.6]

Следует подчеркнуть, что применение мембранного разделения для этих целей изначально рассматривалось в качестве альтернативы другим традиционным способам разделения — ректификации, абсорбции, адсорбции. Так, мембранное разделение изотопов урана с получением обогащенного гексафторидом урана ( иРб) потока используется в промышленном масштабе с 40-х годов нашего столетия [35]. Кроме того, этот метод используется для выделения радиоактивных изотопов благородных газов из ретантов заводов по переработке ядерного горючего, из защитной атмосферы ядерных реакторов на быстрых нейтронах и т. д. [99]. [c.314]

Электрохимические производства по сравнению с химическими обладают тем преимуществом, что в них роль окислителя или восстановителя выполняет электрический ток и таким образом исключается необходимость введения дополнительных реагентов. С этой точки зрения электрохимические процессы могут быть с успехом использованы для создания малоотходных технологических процессов. Примером таких процессов может служить электролиз воды, получение хлора и щелочи диафрагмен-ным нли мембранным методами. Следует отметить, что проблема создания малоотходных производств стала особенно острой лишь в последние годы. Пока работы в этом направлении только развертываются, хотя и имеется возможность снизить отходы в уже действующих производствах за счет применения электрохимических методов. Так, например, в анилинокрасочной промышленности для восстановления ароматических нитросоединений используют насыпные железные стружки в соляной кислоте. В результате реакции образуются отходы хлорида железа, идущего в отвал. Применение электролиза позволит полностью исключить образование этого нежелательного отхода. [c.230]

В химической и нефтехимической промышленности мембранные методы применяют для разделения азеотропных смесей, очистки и концентрирования растворов, очистки или выделения высокомолекулярных соединений из растворов, содержащих низкомолекулярные компоненты, и т.п. в биотехнологии и медицинской промышленности-для выделения и очистки биологически активных веществ, вакцин, ферментов и т.п. в пищевой промышленности-для концентрирования фруктовых и овощных соков, молока, получения высококачественного сахара и т. п. Наиболее широкое применение мембранные процессы находят при обработке воды и водных растворов, очистке сточных вод. [c.313]

Специальное исследование [1, с. 25] было посвящено изучению возможности снижения жесткости воды методом обратного осмоса на ацетатцеллюлозных мембранах. Оказалось, что при очистке природных вод наблюдается значительное снижение содержания солей жесткости, поэтому обратный осмос может быть эффективно применен для обработки промышленных и природных жестких вод, давая воду, пригодную для бытовых целей и для подачи в котлы высокого давления. Авторы [211] указывают, что если воду, очищенную с помощью метода обратного осмоса, подвергнуть повторной очистке тем же способом, то полученная вода может рассматриваться как ультрачистая и найти применение в электронной, ядерной и полупроводниковой промышленности. [c.328]

Гиперфильтрация (обратный осмос). Этот метод в последние годы стал применяться как в нащей стране, так и за рубежом для очистки производственных сточных вод от растворенных примесей во многих отраслях промышленности. Преимущества гиперфильтрации перед другими методами очистки сточных вод заключаются в том, что этот процесс прост в эксплуатации и общие затраты электроэнергии относительно невелики. Установка занимает небольшую площадь, работа ее может быть автоматизирована. Качество очищаемой воды получается настолько высоким, что она без дополнительной обработки может быть направлена в водооборот. Производительность работы гиперфильтрационных установок зависит от разности между рабочим и осмотическим давлением. При высокой концентрации растворенных веществ рабочее давление становится фактором, ограничивающим применение этого метода. Так, рабочее давление при гиперфильтрации 5—10%-ных растворов солей составляет 4600—9800 кПа. Так как в кислой и щелочной средах усиливается гидролиз ацетатцеллюлозы, составляющей активную часть мембран, то процесс следует проводить в интервале pH обрабатываемой воды от 4 до 7. С повышением температуры возрастает и скорость гидролиза мембран, поэтому температура обрабатываемой воды должна быть не выше 35—40° С. Рабочее давление зависит от концентрации примесей в сточной воде. Экономически оправданным считается давление (4600—5000 кПа). Оно должно быть выше осмотического давления образующихся концентрированных растворов. [c.190]

Применение мембран особенно удобно для разделения азеотроп ных смесей. В этой связи все больший интерес проявляется к разделению испарением жидкости на поверхности мембраны. Трудность состоит в обеспечении подвода большого количества тепла к поверхности мембраны для испарения жидкости. Альтернативой этому методу является разделение предварительно испаренной жидкости. Но промышленного значения эти способы в химической технологии пока не получили. [c.21]

За последние годы все большее применение находят мембранные способы разделения газов. В >тольной промышленности мембранные методы могут найти применение для получения конди-Ш онного метана при дегазации шахт. Улавливание метана с помощью мембран позволит утилизировать его в качестве экологически более чистого по сравнению с углем топлива, снизить расход угля собственно на его добычу. [c.148]

В качестве полупроницаемых мембран для диализа используют целлофан, пленки из нитратов и ацетатов целлюлозы, микропористый поливинилхлорид и др. Диализ обычно применяют для извлечения из растворов низкомолекулярных соединений в медицинской и химической промышленности, производстве ряда биохимических препаратов и др. В ряде случаев, особенно если допустимо применение повышенного давления над разделяемым раствором, диализ вытесняется более интенсивным мембранным методом - ультрафильтрацией. [c.336]

Книга содержит много сведений о разных областях практического использования за рубежом мембранных методов разделения достаточно сложные в теоретическом отношении вопросы в ней излагаются в тесной связи с задачами промышленного применения. [c.7]

Мембранные методы разделения жидких и газовых смесей находят широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. С помощью мембран могут быть решены многие сложные экологические проблемы. Ниже рассматриваются основные направления технической реализации различных процессов мембранного разделения. [c.209]

Раздел под общим заголовком Проницаемость, транспорт и ионная селективность посвящен очень важной и интересной проблеме изучения механизма диффузионного переноса водных растворов электролитов (и неэлектролитов) в полимерах различной структуры. Информация подобного рода чрезвычайно полезна, во-первых, для описания механизма гидролитической деструкции полимеров в диффузионной и диффузионно-кинетической областях, во-вторых, для научно обоснованного прогнозирования сроков защитного действия полимерных покрытий и мембран и, в-третьих, для более глубокого понимания сущности и закономерностей диффузионных процессов разделения и концентрирования с помощью мембранных методов. Последние находят в настоящее время все большее применение в химической, пищевой и медицинской отраслях промышленности. [c.6]

Процессы экстракции в фармацевтической промышленности на растительных и животных веществах, например алкалоидах, гормонах, наркотиках и т. д., часто осложняются цветными веществами, водорастворимыми полимерами и другими примесями, которые, если их не удалить, придают цвет продуктам или затрудняют их кристаллизацию. Во многих случаях простая ультрафильтрация акстракта через мембрану, проницаемую для продукта, но не проницаемую для загрязнений, дает чистый, бесцветный раствор, из которого легко получить высокочистый кристаллический продукт. При получении ферментных препаратов из культур микроорганизмов неотъемлемой стадией технологического процесса является концентрирование ферментных растворов с применением таких методов, как вакуум-выпаривание, сублимационная сушка, сушка распылением, вымораживание, охлаждение органическими растворителями или солями и др. В этих методах концентрирование раствора связано либо с действием температур, либо с глубокими изменениями физико-химических свойств ферментного раствора. [c.17]

Мембранные методы очистки сточных вод получили название промышленных почек [32]. На рис. 1-7 представлена одна из возможных схем очистки сточных вод целлюлозно-бумажных производств [32] с применением промышленной почки и регенерацией ценных колшонентов. [c.26]

Классификация методов получения мембран, приведенная в этой главе, учитывала лишь возможность применения мембран в промышленных процессах электролитической деминерализации. -По этой причине малО внимания уделялось мембранам, предназначаемым для лабораторных исследований. Следует также отметить, что некоторые методы получения, хорошо обоснованные хриически, не отвечают практическим требованиям, т. е. не обес- [c.148]

Методы селективной диффузии через мембраны и капилляры используют высокую проникающую способность гелия. Методы выделения гелия с применением мембранной технологии менее энергоемки, особенно при небольшом содержании гелия. Для применения на практике мембраны должны обладать высокой абсолютной проницаемостью для гелия и высокой селективностью, быть химически и физически стабильными, обла-дааь высокой прочностью и не иметь дефектов в виде микропор. Именно в этих направлениях проводятся широкие исследования для разработки и совершенствования мембранной технологии. В настоящее время за рубежом мембранные технологии нашли широкое применение. У нас эти процессы находятся в стадии опытных и опытно-промышленных испытаний. [c.159]

Извлечение гелия из природного и нефтяного газов. Гелий в промышленном масштабе получают из природного и нефтяного газов. Концентрация гелия в этих газах очень мала, поэтому применение традиционно и lШJUJзyeмыx для этой цели криогенных методов малоэффективно. Использование мембранных методов для получения 1елиев010 конценфата может существенно улучшить экономику процесса. Из-за малой концентрации гелия в природном газе площадь мембран в промышленных установках очень велика. Газ подают на разделение при высоких давлениях (до 10 МПа). Наибольшее применение получили мембранные модули на основе рулонных элементов и элементов на основе полых волокон. [c.429]

При промышленном применении схем с переменой полярности желательно использовать электроды, стойкие к воздействию продуктов, образуемых как на катоде, так и на аноде. Кроме того, необходимо принимать меры, предохраняющие от загрязнения растворы для промывки электродов. Применение этого метода удаления осадка экономично только в том случае, когда происходит медленное образование осадка. Если для предотвращения образования осадка необходимо очень часто менять полярность установки, то потери рабо-. чего времени будут очень большими. При деминерализации воды на полупроизводственной установке в Велкоме было найдено, что для растворения осадков, образующихся на мембранах и в катодных камерах, необходимо полярность электродов менять раз в неделю. [c.212]

Для разделения гидролизатов на аминокислотные фракции был использован электродиализный метод. Садиков -показал, что применение трехкамерных и пятикамерных элек-тродиализаторов позволяет получать чистую фракцию моно-аминомонокарбоновых кислот, В своих экспериментах автор использовал инертные мембраны (целлофановые и коллодие-вые), которые, как известно, не отличаются большой прочностью и в связи с этим не могут применяться для промышленных целей. Отсутствие механически прочных и селективных мембран не позволило ему выйти за рамки лабораторных исследований. Поэтому разработка, создание и промышленный выпуск ионообменных мембран [2], отличающихся большой прочностью, химической стойкостью и высокой селективностью (выше 90%), должны значительно расширить применение электродиализного метода в промышленных процессах выделения, очистки и концентрирования органических соединений. [c.69]

Книга, посвященная мембранным методам разделения ясидких систем, выходит в нашей стране впервые. В ней излагаются основы теории обратного осмоса, ультрафиль-гсрации в испарения через мембрану. Рассматривается практическое применение этих методов в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической, пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности для разделения и концентрирования растворов, очистки промышленных стоков, опреснения морских и солоноватых вод, разделения азеотропных, близкокипящих ж нетермостойких смесей, смещения равновесия в химических реакторах, обезвоживания фруктовых и овощвых соков, молока при производстве и выделении биологически активных веществ, вакцин, вирусов, ферментов и т. д. [c.2]

Методы мембранной технологии проникают во многие отрасли народного хозяйства. Однако технологам еще предстоит определить наиболее рациональные области применения мембранных процессов. Возможность сочетания методов мембранного разделения с известными процессами, получение новых химически и термически стойких мембран, а также возникновение новых технологических нацравле-ний обеспечат дальнейшее проникание мембранных методов в различные сферы практической деятельности человека, обеспечат новые неожиданные результаты и значительные экономические преимущества. Среди таких возможных направлений, по которым уже начаты исследования и испытывается аппаратура, можно отметить следующие извлечение ценных продуктов из сточных вод ряда производств (например, электрогальванических, гидрометаллургических и др.) создание процессов, сочетающих на мембранах разделение и катализ химических реакций получение особо чистой воды для электронной и полупроводниковой промышленности и атомных [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология