от гідратації іонів, необхідні для розрахунку, наведені у Додатку 3.2.
Для розглянутого випадку кДж/моль, кДж/моль,. Тоді
кДж/моль.
Розрахуємо дійсну селективність для мембрани МГА - 100:
Аналогічним чином визначимо справжню селективність для решти мембран в табл. 2.2.
Таблиця 2.2 - Істинна селективність для решти мембран
МембранаМГА - 100МГА - 95МГА - 90МГА - 80 0,9330,9770,9450,814
Прийнявши в першому наближенні, що спостережувана селективність дорівнює істинної, визначимо середню концентрацію розчиненої речовини в пемеате за формулою:
Розрахунок почнемо з найбільш продуктивною мембрани МГА - 80:
кг солі/кг розчину.
Витрата пермеата знайдемо за формулою:
де - витрата вихідного розчину.
Тоді
кг/с
Витрата солі з вихідним розчином:
кг/с
Втрати солі з Пермеат:
кг/с
що у відсотках від кількості, що міститься у вихідному розчині, складе:%.
Отримане значення більше припустимого (10%), тому розглянемо наступну по питомої продуктивності мембрану - МГА - 90:
кг солі/кг розчину
кг/с
кг/с
що у відсотках від кількості, що міститься у вихідному розчині, складе:%.
Це значення знаходиться в межах допустимого, тому вибираємо для подальших розрахунків мембрану МГА - 90, що має селективність по і питому продуктивність по воді
2.1.4 Наближений розрахунок поверхні мембрани
Питома продуктивність мембран при поділі зворотним осмосом водних розчинів електролітів визначається співвідношенням:
де - перепад робочого тиску через мембрану;
- осмотичний тиск в обсязі розділяється розчину;
- питома продуктивність по воді.
За даними додатка 11.1 будуємо графік залежності осмотичного тиску від концентрації (рис.3.1).
Малюнок 2.1 - Залежність осмотичного тиску водного розчину від його концентрації при температурі
За графіком знаходимо МПа; МПа.
Питома продуктивність на вході розділяється розчину в апарати зворотного осмосу і на виході відповідно дорівнює:
У першому наближенні приймаємо, що середня питома продуктивність мембрани може бути виражена як середня арифметична величина:
Тоді робоча поверхня мембран складе:
2.1.5 Вибір апарату і визначення його основних характеристик
Серед мембранних апаратів найбільш поширені апарати з рулонними (спіральними) фільтруючими елементами, з плоскокамернимі фільтруючими елементами (типу «фільтр-прес»), з трубчастими фільтруючими елементами, з мембранами у вигляді порожніх волокон. В установках великої продуктивності доцільно використовувати апарати першого або четвертого типу як найбільш компактні (зважаючи на високу питомої поверхні мембран).
Орієнтуючись на вітчизняну апаратуру, виберемо апарати рулонного типу. Серед них найбільш перспективні апарати, кожен модуль яких складається з декількох спільно навитих рулонних фільтруючих елементів (РФЕ). Така конструкція дозволяє зменшити гідравлічний опір дренажу потоку пермеата завдяки тому, що шлях, прохідний Пермеат в дренажі, обернено пропорційний числу навитих РФЕ.
Виберемо апарат з РФЕ типу еро-Е - 6,5/900, що випускаються серійно вітчизняною промисловістю.
Апарат (див ,, рис. 11.3) складається з корпусу 4, виконаного у вигляді грубі з нержавіючої сталі, в якій розміщується від одного до чотирьох рулонних модулів 8. Модуль формується, навивкой п'яти мембранних пакетів на пермеатоотводящую трубку 6. Пакет утворюють дві мембрани 11, між якими розташований дренажний шар 13. Мембранний Дака герметично з'єднаний з пермеатоотводящей трубкою, кромки його також герметизують, щоб запобігти змішання розділяється розчину з Пермеат. Для створення необхідного зазору між мембранними пакетами при навивці модуля вкладають крупноячеистой сітку-сепаратор 12, завдяки чому утворюються напірні канали для .прохожденія розділяється розчину.
Герметизація пермеатоотводящіх трубок в апараті забезпечується гумовими кільцями 7., Герметизація корпусу здійснюється за допомогою кришок 3, гумових кілець 10 І наполегливих розрізних кілець 2, які розміщені в прорізи накидного кільця 1, приварюється до корпусу 4.
Вихідний розчин через штуцер надходить в апарат і проходить через витки модуля (напірні канали) в осьовому напрямку. Послідовно проходячи всі модулі, розчин концентрується і видаляється з апарату через штуцер відводу концентрату. Минулий через мембрани пермеат транспортується по дренажному шару до пермеатоотводящей трубці, проходить через отвори в її стінці і всередині трубки рухається до вихідного штуцера..:
З метою за...
