34361

Разновидности мембранных процессов и их характеристики

Доклад

Производство и промышленные технологии

Процесс разделения основан на том что некоторые компоненты системы проходят через мембрану медленнее других или вовсе задерживаются. Эффективность разделения оценивается показателями селективность производительность коэффициент разделения. способ разделения обратным осмосом заключается в том что раствор под давлением 38 МПа подается на полупроводниковую мембрану пропускающую растворитель воду и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества. Метод применяется для опреснения соленых и очистки сточных...

Русский

2013-09-08

30 KB

1 чел.

81. Разновидности мембранных процессов и их характеристики.

Мембранная технология – это одно из новых направлений развития химических технологических процессов, целью которых является разделение жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран. Процесс разделения основан на том, что некоторые компоненты системы проходят через мембрану медленнее других или вовсе задерживаются. Эффективность разделения оценивается показателями «селективность», «производительность», «коэффициент разделения». Разделение смесей через мембрану осуществляется в основном при температуре окружающей среды без фазовых превращений, что обусловливает простоту конструкции мембранных аппаратов и экономичность процесса.

Растворы разделяют с помощью следующих способов мембранной технологии: обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа, электродиализа, микрофильтрации.

1. способ разделения обратным осмосом заключается в том, что раствор под давлением 3-8 МПа подается на полупроводниковую мембрану, пропускающую растворитель (воду) и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества. Суть способа состоит в следующем: если концентрация вещества в растворе А больше, чем в растворе В, находящихся по разные стороны мембраны, то возникает поток молекул (ионов) этого вещества через мембрану от  раствора А к раствору В. Этот поток можно остановить, если повысить давление в растворе В. Разность давлений, при которой прекращается переход через мембрану вещества, называется осмотическим давлением. При обратном осмосе используют плоскокамерные, трубчатые или рулонные аппараты с разделительными мембранами в виде пленок и полых волокон. Метод применяется для опреснения соленых и очистки сточных вод, разделения смесей путем удаления одного из составляющих, концентрирования растворов и др.

2. Ультрафильтрация относится к процессу мембранного разделения растворов и коллоидных систем, в которых молекулярная масса растворенных (диспергированных) компонентов намного больше молекулярной массы растворителя (дисперсионной среды). Для разделения в данном случае применяется небольшое избыточное давление 0.1-0.8 МПа. При этом значительное влияние оказывает на ультрафильтрацию «концентрационная поляризация», приводящая к гелеобразованию или выпадению осадка у поверхности мембраны. Используется ультрафильтрация для очистки сточных вод от высокомолекулярных соединений, очистки крови и биологически активных веществ, вакцин, вирусов, молока, фруктовых соков и др.

3. Микрофильтрация используется для разделения коллоидных систем при помощи полимерных высокопористых пленок, часто нанесенных на подложки (пластины, цилиндры, сетки, бумажные листы). Их толщина составляет 10-350 мкм, размер пор 0,01-0,1 МПа. Микрофильтрация применяется для очистки технологических растворов и воды от  тонкодиспергированных веществ. Основные достоинства способа – простота конструкционного оформления установки, большая производительность при малых эксплуатационных затратах.

4. Диализ предназначен для разделения растворенных веществ, значительно различающихся молекулярными массами. Способ основан на неодинаковых скоростях диффузии веществ через полупроницаемую мембрану, разделяющую концентрированный и разбавленный растворы. Применяется диализ при производстве искусственных волокон, ряда биологических препаратов, для очистки растворов биологически активных веществ.

5. Электродиализ – способ разделения ионизированных соединений под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей мембраны. Разделение ионов с одинаковым знаком заряда происходит в результате различия скоростей их переноса через мембрану. Способ широко используется для обессоливания морской воды и соленой воды, для очистки растворов биологически активных веществ.

6. Мембранное газоразделение представляет собой разделение газовой смеси на компоненты или ее обогащение в аппаратах с непористыми перегородками (мембранами). Способ основан на различии между коэффициентами газопроницаемости компонентов газовой смеси. Для разделения газовых смесей применяются мембраны из стекла, металлов, полимерных материалов. Наибольшей производительностью обладают асимметричные мембраны, состоящие из пористого и сплошного слоев, причем толщина последнего составляет около 0, 25% общей толщины мембраны.

Недостатки мембранных способов разделения (обратного осмоса и ультрафильтрации): в процессах опреснения и обессоливания образуются вода и концентрированный раствор, который содержит смесь неорганических веществ в виде ионов; их нельзя использовать в дальнейшем и нужно сбрасывать в окружающую среду.

Мембранная технология является одним из приоритетных направлений НТП, т.к. она открывает путь к созданию ресурсосберегающих процессов, оказывает благоприятное воздействие на экологическую ситуацию. В перспективе предусматривается значительный рост объемов производства с применением обратноосматических и ультрафильтрационных мембран, стойких в агрессивных средах. Разрабатывается поколение новых мембран, получаемых методом синтеза на границе раздела фаз, а также модифицируемых плазменной обработкой или радиационной прививкой. Широко развернуты работы по созданию мембран с использованием целенаправленного регулирования свойства и соотношения центров активированного переноса веществ в полимерах


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40369. Некоторые особенности диагностики и лечения аффективных расстройств 51 KB
  Леонгард разделял пациентов с маниакальнодепрессивным психозом и пациентов с депрессиями отмечая что первое из вышеперечисленных заболеваний имеет более тесное родство с аффективными расстройствами. были выявлены отличия в анамнезе пациентов с биполярными и униполярными расстройствами. В ходе исследования было обнаружено что у пациентов с маниакальнодепрессивным психозом чаще встречались в анамнезе аффективные расстройства в частности маниакальные. В частности в группе пациентов с маниакальнодепрессивным психозом заболевание начиналось...
40370. Непрерывнотекущая шизофрения 40 KB
  Диапазон ее клинических вариантов по степени прогредиентности чрезвычайно широк от юношеской злокачественной шизофрении до вялотекущей проявляющейся в основном расстройствами неврозоподобного характера. Между этими крайними вариантами непрерывнотекущей шизофрении среднее место занимает параноидная шизофрения отличающаяся средней степенью прогредиентности. При непрерывнотекущей шизофрении наблюдаются экзацербации и послабления процесса нередко констатируется спонтанная или медикаментозная стабилизация однако ремиссии для этой формы...
40371. Параноидная шизофрения 37.5 KB
  Magnan 1891 и характеризующих картину хронического бреда. В стереотипе развития бредовых синдромов в типичных случаях наблюдаются этап бреда не сопровождающегося галлюцинациями и явлениями психического автоматизма паранойяльный синдром этапы параноидного бреда синдром Кандинского Клерамбо и фантастического бреда парафренный синдром [Курашев С. Манифестация болезни проявляется развитием интерпретативного бреда с большей или меньшей степенью систематизации бредовых идей. При бредовом варианте параноидной шизофрении манифестный...
40372. Парафренный синдром 27.5 KB
  Состояние в котором сочетаются фантастический бред величия бред преследования и воздействия явления психического автоматизма изменения аффекта. Содержание фантастического бреда редко бывает постоянным чаще оно склонно к расширению вариациям постоянно обогащается новыми фактами иногда крайне изменчиво. Идеи преследования становятся почти постоянным ингредиентом синдрома в ряде случаев бред бывает антагонистическим: наряду с преследователями врагами существуют силы стоящие на стороне больного. В структуре синдрома значительное место...
40373. Патологическое опьянение 23.5 KB
  Картина патологического опьянения и внешне мало напоминает алкогольное опьянение поскольку отсутствуют нарушения статики и координации движений а также пантомимические особенности характерные для облика опьяневшего человека. По существу патологическое опьянение это транзиторный психоз а в синдромологическом отношении сумеречное состояние сознания. Патологическое опьянение возникает внезапно и так же внезапно обрывается часто заканчиваясь глубоким сном.
40374. Побочные эффекты и осложнения при лечении психотропными средствами. Общие принципы лечения при побочных эффектах и осложнениях психофармакотерапии 54 KB
  Общие принципы лечения при побочных эффектах и осложнениях психофармакотерапии Побочные эффекты и осложнения при лечении психотропными средствами Побочные эффекты при психофармакотерапии как и при использовании многих других лекарственных средств связаны с невозможностью избирательно влиять исключительно на патологически измененные системы мозга. Другие же побочные эффекты и осложнения возникающие обычно редко обусловлены индивидуальными реакциями пациента на тот или иной препарат. В данном разделе будут рассмотрены только наиболее...
40375. Побочные эффекты транквилизаторов и их роль в пограничной психиатрии 46 KB
  Общая характеристика транквилизаторов К основным группам транквилизаторов по химической структуре относятся: 1 производные глицерола мепробамат; 2 производные бензодиазепина элениум диазепам лоразепам феназепам клоназепам альпразолам и многие другие; 3 производные триметоксибензойной кислоты триоксазин; 4 производные азапирона буспирон; 5 производные другой химической структуры амизил гидроксизин оксилидин мебикар мексидол и другие. Выделяют следующие клиникофармакологические эффекты...
40376. Противосудорожные средства 42 KB
  Все противосудорожные средства требуют динамического наблюдения за концентрацией препарата или его метаболита в крови при их применении. Максимальная концентрация в крови достигается через 612 ч после приема разовой дозы препарата. В плазме крови в связи с белками находится у взрослых на 50 у новорожденных детей на 3040. При концентрации в крови 300500 мкг мл развивается седативный эффект.
40377. ПСИХИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ СО СТРЕССОМ 62.5 KB
  Психические нарушения возникающие в ответ на воздействие острых катастрофических стрессовых факторов острая реакция на стресс острые стрессовые расстройства посттравматическое стрессовое расстройство. Нарушения психического приспособления: этиологические факторы клинические варианты динамика. Психические нарушения реактивного характера легче возникают у лиц ослабленных соматическими заболеваниями имеющих заболевания головного мозга травматического или сосудистого генеза некоторые акцентуации характера или личностные расстройства.