Введение в мембранную технологию - Мулдер М.
Скачать (прямая ссылка):
26. Henis J. M. S., Tripodi М. К., J. Membr. Sci., 8 (1981) 233.
27. Schneider K.f v. Gassel T. J.y Chem. Ing. Tech., 56 (1984) 514.
28. Binning R. C., Lee R. J., Jennings J. F., Martin E. C.y Ind. Eng. Chem., 53 (1961) 45.
29. Briischke H. E. A., Schneider W. H., Tusel G. F., Lecture presented at the European Workschop on Pervaporation, Nancy, 1982.
Дополнительная литература*
1* Meares P., in: Encyclopedic Dictionary of Physics, vol. 4, Pergamon Press, Oxford, 1961, 561.
2* Lonsdale H. К., J. Membr. Sci., 43, 1, 1989.
3* Boddeker K. W., Ed., Special Issue, J. Membr. Sci., 100, 1-68, 1995.
Задачи к главе I
1. Переведите следующие величины из одних единиц в другие. Давление: 1фунт/кв. дюйм (psi) = .. .Н/м2 (Па)
Поток жидкости: 1 куб.фут/мин (sfm) = ... м3/с
Коэффициент проницаемости: 1 см3 (н. у.)- см/см2- с • (см рт.ст.)=
... м3 (н. у.) • м/м2* ч- Па
* Представлена редакторами перевода.
Поток газа: 1 млн стандартных куб. футов/сутки (MSCFD)= • ••м3 (н. у.)/ч
Энергия: 1 брит, тепловая единица/ам. галлон .кДж/м3 Универсальная газовая постоянная R: 1 (фунт/кв. дюйм) • куб. фут/(фунт-моль К)=... Дж/(моль • К)
Вязкость: 1 сантипуаз (сП) = ... Па • с
2. Вычислите мольную долю и объемную долю толуола и полифениле-ноксида (ПФО) в растворе, содержащем 5 масс.% этбго полимера в толуоле.
ПФО Толуол Мол.масса 100 ООО 92 Плотность 1,07 0,87
3. Имеются две мембраны неизвестного типа А и В. Для установления
природы этих мембран решено измерить поток чистой воды через мембраны в ячейке с рабочей поверхностью 50 см2 при давлении над
мембраной 3 бар и температуре 20°С. Для мембраны А 12 мл воды
было собрано за 80 мин, тогда как для В за 30 мин удалось собрать 125 мл воды. Определите коэффициент проницаемости по отношению к воде обеих мембран и укажите, можно ли отнести мембраны А и В к обратноосмотическим, нанофильтрационным (см. п. 71 на с. 489 — Ред.), ультрафильтрационным или микрофильтрационным.
4. Для некоторой мембраны с диаметром 7,5 см получена следующая зависимость от приложенного давления:
АР, бар Поток, мл/ч 5 103
10 202 15 287
20 386
а) Определите графически коэффициент проницаемости по воде.
б) К какому типу относится данная мембрана?
5. Сыворотка — это побочный продукт сыроделия. Она содержит около 6% всех растворенных твердых компонентов, из которых тремя основными компонентами являются лактоза, белки и соли. Предложите комбинированный мембранный процесс для разделения указанных компонентов.
6. Поток чистого метанола через полиимидную ультрафильтрацион-ную мембрану составляет 120 л/м2- ч • бар при 25°С. Рассчитайте поток толуола через эту же мембрану. Какие при этом придется сделать предположения? Вязкость этанола и толуола составляет 1,13 • 10“3 и 0,58 • 10“3Па • с соответственно.
7. Подложка в композиционной мембране имеет проницаемость по отношению к азоту, равную 510“2 см3 (н. у.)/см2- с- см рт. ст. Выразите эту же величину в м3 (н. у.)/м2- ч- бар и в моль/м2 • с • Па.
8. Сырьевой поток в процессе обратного осмоса содержит 3 масс.% растворенных веществ. Их концентрация в пермеате 150 частей на миллион (млн-1). Рассчитайте задержание R и фактор разделения а. Поясните, какой из этих двух параметров больше подходит для характеристики данного процесса.
9. Воздух (содержание кислорода 20% и азота 80%) подвергают мембранному разделению. Получен пермеат с концентрацией кислорода 75%. Рассчитайте задержание R и фактор разделения а. Поясните, какая из этих двух характеристик более удобна для описания данного процесса.
Глава 11
Материалы и их свойства
II. 1. Введение
Мембраны могут быть изготовлены из самых разнообразных материалов. Как указано в гл. I, в первом приближении мембраны можно классифицировать как синтетические и биологические. Биологические мембраны необходимы для жизни на Земле. Каждая живая клетка окружена мембраной, но эти мембраны существенно отличаются от синтетических органических и неорганических мембран по структуре, функциям и т. д. Детальный анализ биомембран выходит за рамки данной книги, но краткий обзор будет дан в конце этой главы.
Синтетические мембраны могут быть разделены далее на органические и неорганические, причем важнейший класс мембранных материалов — это органические, а именно полимерные мембраны. Выбор полимера как мембранного материала не произволен, но базируется на весьма специфических свойствах, основанных на структурных факторах. Следовательно, чтобы понять свойства мембранных материалов, требуется знать некоторые основы полимерной химии. В этой главе будут описаны структурные факторы, которые определяют термические, химические и механические свойства полимеров, а также и проницаемость, которая является характерным свойством материала. Сначала будет дано описание принципов построения полимеров. Затем будут описаны такие структурные факторы, как молекулярная масса, гибкость цепи и межцепное взаимодействие, а также будут обсуждаться соотношения между свойствами этих материалов и мембранными свойствами. Наконец, поскольку такие неорганические материалы, как стекла и керамика, часто используются для получения мембран, будут описаны также свойства этих материалов.
