Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мулдер М. -> "Введение в мембранную технологию" -> 159

Введение в мембранную технологию - Мулдер М.

Мулдер М. Введение в мембранную технологию — М.: Мир, 1999. — 513 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmembramnuutehnologiu1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 153 154 155 156 157 158 < 159 > 160 161 162 163 164 165 .. 182 >> Следующая

* Технологические аспекты мембранного газоразделения рассмотрены в книге [4*]. — Прим. ред.
^Дополнительную информацию о технологическом оформлении мембранных процессов читатель найдет в книге [6*]. — Прим. ред.
(VIII-40)
морской воды методом обратного осмоса, а затем разделение дисперсии твердых частиц методом ультрафильтрации. И наконец, обсудим мембранное разделение воздуха на компоненты в одностадийном процессе.
VIII. 16.1. Одностадийное обессоливание воды
Обессоливание морской или солоноватой воды обычно проводят в коническом каскаде «елочка» (см. рис. VIII-14). Такая конфигурация требует только одного сырьевого насоса высокого давления, при этом поддерживается высокая скорость потока. Используя уравнения, приведенные в разд. VIII. 1 и связывающие концентрации в сырье, ретентате и пермеате с величиной задержания соли R и долей прошедшего потока S, можно определить поверхность мембраны и энергетические затраты.
Питьевую воду с содержанием растворенных солей < 250 млн-1 можно получить из морской воды в одну стадию с использованием высокоэффективных мембран. Приводимый ниже пример дает необходимую поверхность мембраны и расход энергии для одностадийной установки обессоливания морской воды производительностью 1000м3/сут. Чтобы рекуперировать часть расходуемой энергии, в схему установки включают турбину. Упрощенная схема процесса показана на рис. VIII-27 (см. также рис. VIII-21). Необходимые для расчета данные содержатся в табл. VIII-5.
Как видно из таблицы, значение потока получено при 15 бар, 16°С и концентрации NaCl 1500 млн-1 , так что коэффициент проницаемости воды А должен соответствовать именно этим условиям. Объемный поток задается уравнением VIII-6:
J = А(АР - Атг)
Рис. VIII-27. Схема обратноосмотической одностадийной установки обессоливания морской воды производительностью 1000 м3/сут.
Таблица VIII-5. Параметры, необходимые для проектирования одноступенчатой установки обессоливания морской воды
Производительность по пермеату qp = 1000 м3/сут
Перепад давления АР = 55 бар
Поток J = 1,3 м3/м2 • сут
(15 бар, 16°С, 1500 млн-1 NaCl)
Задержание R = 99,5%
Концентрация соли с/ = 35000 млн-1 NaCl
Степень извлечения 5 = 0,3
Эффективность (к. п. д.) иасоса Т/насос = 0,65
Эффективность (к. п. д.) турбины 7/турбяна = 0,75
Поверхность мембраны в модуле ¦^модуль = Зм
где
Атг = RTAcn/M = (2400 • 1500 • 2)/58,5 = 1,23 • 105 Па = 1,23 бар
И
А = 54,2/(15 - 1,23) = 3,9 л/м2 • ч • бар
Концентрация ретентата сг может быть найдена с помощью уравнения VIII-23:
сг = су(1 - S)~R
тогда как средняя концентрация пермеата ср может быть получена из уравнения VIII-27:
c^l-ti-a-s)1-*]
ср — 208 млн-1 и сг = 49910 млн-1
т. е. необходимое качество целевого потока (ср < 250 млн-1) достигнуто.
Зная концентрации сырья и ретентата, можно рассчитать среднее осмотическое давление со стороны сырья:
Д7Г/ = 28,7 бар Д7гг = 40,9 бар
По среднему осмотическому давлению Атг = 34,8бар можно рассчитать поток, достигаемый при 55 бар:
«7 = 79 л/м2 • ч тогда как поток в расчете на модуль будет равен «^модуль — 237 л/ч 31 5,7 м3/сут
Это означает, что необходимо 1000/5,7 = 176 модулей с общей поверхностью мембраны 528 м2.
Расчет энергии
Расчет энергии определяется главным образом работой сырьевого насоса высокого давления. Его производительность можно представить формулой:
qj — qp/S — ЗЗООм3/сут
откуда следует
Янасос = аР • qf /т^насос = 323 ¦ 103Дж/с = 323 кВт Часть этой энергии возвращается в результате работы турбины (правда, мы здесь не рассматриваем потери давления, которые в действительности существуют):
-^турбина — АР • </г/^турбина — 195 кВт
VIII. 16.2. Концентрирование коллоидных растворов методом ультрафильтрации
Ультрафильтрация применяется в различных отраслях промышленности, преимущественно в пищевой, молочной, текстильной, фармацевтической и металлургии. Обычно сырьем служат водные растворы полимеров, эмульсии и дисперсии. Серьезную проблему представляет снижение потока за счет концентрационной поляризации и отложений на поверхности мембран. Высокие скорости в модулях с поперечным потоком позволяют бороться с этими явлениями.
Типичной задачей ультрафильтрации является концентрирование водных растворов. При этом обычно используются системы с рециркуляцией. Ниже дан пример концентрирования коллоидного раствора с изменением концентрации от 50 до 200 кг/м3. Необходимая поверхность мембраны и энергия, потребляемая насосом, рассчитаны для одностадийного и двухстадийного процессов с рециркуляцией со скоростями сырья в модуле с поперечным потоком, равными 1, 2 и 3 м/с. Селективность мембран принимается равной 100%, а осмотическим давлением пренебрегают.
Предыдущая << 1 .. 153 154 155 156 157 158 < 159 > 160 161 162 163 164 165 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed