Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мулдер М. -> "Введение в мембранную технологию" -> 135

Введение в мембранную технологию - Мулдер М.

Мулдер М. Введение в мембранную технологию — М.: Мир, 1999. — 513 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmembramnuutehnologiu1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 182 >> Следующая

20. Целлюлозная мембрана с толщиной 20 мкм применяется при гемодиализе для удаления мочевины из крови при 37°С. Концентрация мочевины (мол.масса 60) в крови составляет 0,2 г/л, тогда как в диализате, как можно предполагать, ее не содержится. Коэффициент диффузии мочевины в мембране равен 4,5 • 10_11м2/с, а коэффициент распределения равен 1,5. Коэффициент массопереноса со стороны крови равен 10“5м2/с, а в диализате 4 • 10_5м2/с. Рассчитайте поток мочевины и оцените влияние сопротивления в пограничном слое.
21. В процессе мембранной дистилляции используется пористая полипропиленовая мембрана с коэффициентом проницаемости по воде 4,2 • 10“7м2/с- бар. Рассчитайте поток чистой воды для сырья с температурой 50 и 90°С соответственно. Примите температуру в пермеате равной 20°С. (Температурную поляризацию не принимайте в расчет.)
22. Гомогенная мембрана из ацетата целлюлозы толщиной 500 мкм, помещена в первапорационную ячейку с диаметром 10 см. Со стороны пермеата поддерживается вакуум (1 мбар). В стационарном эксперименте по первапорации при 20°С было собрано за 2 ч 0,17 г воды. Расссчитайте коэффициент проницаемости по воде, выраженный в моль-м/м2 с- Па или в см3(н. у.) см/см2 с- см рт.ст. Давление паров воды при 20° С равно 23 мбар.
23. В электрода ал изной ячейке получена следующая вольт-амперная характеристика для некоторой мембраны, контактирующей с 0,15 М раствором NaCl при 25°С:
/, мА/см2 4 8 12 16 20 24
V, В ДОЗ 0,07 0,11 0,21 0,51 0,85
а) Определите предельную плотность тока.
б) Будет ли эта величина возрастать или снижаться при увеличении концентрации соли?
в) Как будет изменяться эта величина, если раствор будет содержать Na2S04 вместо NaCl?
24. При давлениях от 5 до 70 бар была определена проницаемость некоторой мембраны по отношению к азоту. Было найдено, что коэффициент проницаемости не зависит от давления. Ниже приведены значения коэффициента проницаемости при различных температурах.
Г,° С 20 30 40 50 60 70
Р, баррер 10 20 30 40 50 60
а) Является ли материал мембраны стеклообразным или высокоэластическим?
б) Определите энергию активации.
в) Сравните ваши ответы на эти два вопроса и дайте пояснение.
25. Для облегченного транспорта в диффузионно-контролируемом режиме было получено следующее выражение для фактора ускорения F, определяемого как отношение потоков через мембрану в присутствии и в отсутствие переносчика:
F = 1+ °К ^ 1 + К
где а — фактор подвижности, определяемый как с* = Dca • cac,o/Da • с а, о а К — константа равновесия реакции комплексообразования.
а) Выведите это выражение для F.
б) При изучении удаления сероводорода с помощью ионообменной мембраны и использовании в качестве переносчика этилен-диамина были найдены следующие параметры процесса: Da = 2,85 • 10-6 см2/с, Dca = 2,52 • 10_в см’/с, сА,о = 8,46 • 10_2М, с ас, о = 8,32М, ? = 1 мкм, К = 31,6, kT = 2,67 • 108с-1.
а) Определите фактор ускорения.
б) Рассчитайте число Дамкелера и докажите, что диффузионные ограничения действительно имеют место.
Глава VII
Поляризационные явления и отложения на поверности мембран
VII. 1. Введение
Для осуществления мембранного разделения смесей вначале, разумеется, необходимо создать подходящую мембрану. Однако в реальном процессе разделения производительность мембраны, или, правильнее сказать, производительность всей системы, со временем может очень сильно измениться: обычно наблюдается падение потока во времени, что отражено на рис. VII-1. Основная причина такого явления связана с концентрационной поляризацией и забиванием мембраны (отложением осадков на ее поверхности).
Роль этого явления в значительной мере зависит от типа решаемой задачи разделения. Уменьшение потока оказывается особенно драматическим в процессах микрофильтрации и ультрафильтрации: достаточно часто реализуется ситуация, когда в процессе разделения смесей поток составляет менее 5% от потока чистой воды. В противоположность этому падение потока во времени гораздо в меньшей степени проявляется в процессах газоразделения и первапорации.
Падение потока может быть вызвано несколькими причинами — концентрационной поляризацией, адсорбцией, образованием слоя геля и забиванием пор. Все эти факторы привносят дополнительное сопротивление транспорту через мембрану на входе в мембрану. Величина этих эффектов сильно зависит от системы: типа мембран-
0°° о ° 0
- Л О О
Ооо0о° 0 0
- 0 гГ 0 «
8 80°° °о ° с
. °8° о О О
°° о 1
О
о
0 0 Л ° о о
о00 0 о
о° 0 о о о
о о
ср
Рис. VII-2. Различные типы сопротивления массопереносу через мембраны: забивание пор (Rp), адсорбция (Ла), мембрана (Лт), образование гелевого слоя (Л5), концентрационная поляризация (Rcp).
ного процесса и свойств раствора, подающегося на мембрану. На рис. VII-2 схематически показаны все типы дополнительных сопротивлений, возникающих на мембране. Поток через мембрану определяется уравнением
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed