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

3981. Етика та естетика. Конспект лекцій 306.32 KB
  Упровадження курсу Етика та естетика. як нормативної складової освітньо-професійної підготовки менеджерів, пов’язано з необхідністю поєднання майбутньою управлінською елітою України специфічних професійних умінь із знаннями спадщини світової етичної та естетичної думки.
3982. Аналитическая геометрия в пространстве 305.5 KB
  Лекция Аналитическая геометрия в пространстве. Плоскость в пространстве Уравнение плоскости, проходящей через данную точку перпендикулярно данному вектору Пусть в пространстве OXYZ даны точка M0(x0, y0, z0) и ненулевой вектор n (A ...
3983. Построение выборочной функции распределения средствами Excel 299.2 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА. ПОСТРОЕНИЕ ВЫБОРОЧНОЙ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ EXCEL. Чаще всего на практике закон распределения обычно неизвестен, или известен с точностью до некоторых неизвестных параметров. В частности, невозможно рассчитать точ...
3984. Дополнительное сетевое оборудование 292.15 KB
  Дополнительное сетевое оборудование Интеллектуальный концентратор Интеллектуальный концентратор (ИК) имеет некоторые преимущества перед АиПК (активные и пассивные концентраторы). Дополнительно к свойствам и функциям, доступным обычным...
3985. Fat Content Determination during Milk Standardization using Density 288.12 KB
  Process Application Note Fat Content Determination during Milk Standardization using Density 1. Introduction Milk is a very complex food with over 100.000 different molecular species found. There are many factors that affect the composition of raw m...
3986. Знайомство з динамічними масивами 273.57 KB
  Лабораторна робота №6 (Знайомство з динамічними масивами) Тема роботи: Знайомство з динамічними масивами. Мета роботи: Навчитися писати програми з використанням динамічних масивів. План роботи. Ознайомитися з інтерфейсами та їх влас...
3987. Українська мова за професійним спрямуванням. Курс лекцій 272.12 KB
  Українська літературна мова, її норми та стилі. Лексичні засоби сучасної української мови в офіційно-діловому та науковому стилях. Морфологічні засоби офіційно-ділового та наукового стилів. Синтаксичні засоби сучасної української мови у професійному спілкуванні...
3988. Побудова вибіркової функції розподілу засобами программних технологій 269.36 KB
  Лабораторна робота № 2 ПОБУДОВА ВИБІРКОВОЇ ФУНКЦІЇ РОЗПОДІЛУ ЗАСОБАМИ КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ Мета і зміст: познайомити студентів з методикою побудови вибіркових функцій розподілу в Excel з використанням інструменту Гістограма з Пакету аналізу ...
3989. Переходные процессы в АСУ 299.7 KB
  Лабораторная работа №7 Переходные процессы в АСУ Цель работы Исследовать переходные процессы в замкнутой АСУ. Выполнить анализ влияния параметров объекта управления и регулятора на показатели качества переходных процессов в АСУ. Построение модели АС...