Кинетика электробаромембранного разделения водных сульфатсодержащих растворов : в производстве оптических отбеливателей

• Автор: Горбачев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО КИНЕТИКЕ И КОНСТРУКЦИЯМ АППАРАТОВ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

1.1. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ РАСТВОРОВ

1.2. ОСНОВЫ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

1.2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕМБРАН

1.2.2 АППАРАТЫ С ПЛОСКИМИ МЕМБРАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.

1.2.3 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ ТРУБЧАТОГО ТИПА.

1.2.4 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛЫХ ВОЛОКОН.

1.2.5 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ РУЛОННОГО ТИПА

1.2.6 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК
1.3. МЕХАНИЗМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ В МЕМБРАНАХ
1.3.1. ГИПОТЕЗА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ ПРОСЕИВАНИЯ.
1.3.2. ГИПОТЕЗА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИФФУЗИИ
1.3.3. ГИПОТЕЗА ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ
1.3.4. ДРУГИЕ ГИПОТЕЗЫ.
1.4. УРАВНЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ КАЧЕСТВО И ПРОИЗВОДИ ГЕЛЫЮСТЬ РАЗДЕЛЕНИЯ В МЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
1.4.1. КАПИЛЛЯРНОПОРИСТАЯ МОДЕЛЬ
1.4.2. МОДЕЛЬ РАСТВОРЕНИЯДИФФУЗИИ.
1.4.3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
1.4.4. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА ПРИ ЭЛЕКТРОБАРОМЕМ БРАН ЮМ РАЗДЕЛЕНИИ.
1.5. КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ .
1.6. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОЧИСТКУ И КОНЦЕН РИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
1.6. ВЫВОДЫ И ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. МЕТОДИКИ И УСТАНОВКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА ПРИ МЕМБРАННОМ РАЗДЕЛЕНИИ
2.1 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1.1. ВОДНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ РАСТВОРЫ.
2.1.2. МОДЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ.
2.1.3. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РУЛОННОГО ТИПА.
2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УС ГАНОВКИ
2.2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСIИ.
2.2.2. ЯЧЕЙКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
2.2.3 УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ДИФФУЗИОННОЙ И ОСМОТИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН.
2.2.4 ТЕХНИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МЕМБРАН
2.2.5 УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН.
2.3. ВЫВОДЫ ПО 2ОЙ ГЛАВЕ.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ.
3.1 КОЭФФИЦИЕНТ ЗАДЕРЖИВАНИЯ
3.2 ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАН.
3.3. КОЭФФИЦИЕНТ ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭЛЕКТРОБАРОМЕБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ.
3.4 ДИФФУЗИОННАЯ ПРОНИЦАЕМОС ГЬ.
3.5 ОСМОТИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
3.6 ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ.
3.8 СОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕМБРАН
3.9 ВЫВОДЫ ПО 3ЕЙ ГЛАВЕ.
4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ.
4.1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА В
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ
4.2. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МАССОПЕРЕНОСА В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ УСТАНОВКАХ РУЛОННОГО ТИПА.
4.3 МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА АППАРАТОВ РУЛОННОГО
4.4 ВЫВОДЫ ПО 4ОЙ ГЛАВЕ.
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩИХ
РАСТВОРОВ
5.1 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ АППАРАТОВ РУЛОННОГО ТИПА
5.2. ПРИМЕНЕНИЕ БАРОМЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СУЛЬФАНИЛАТА НАТРИЯ
НА ОАО ПИГМЕНТ.
5.3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРА СУЛЬФАНИЛАТА НАТРИЯ НО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ РЕТЕНТАТА
5.4. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАСКАДНОЙ СХЕМЫ
5.5. ВЫВОДЫ ПО 5ОЙ ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Эффективность флотации зависит от начальной концентрации веществ в разделяемом растворе . Флотационная очистка обладает и существенными недостатками. Очистка очень дорогостоящая в два раза превышает стоимость реагентной очистки, исключает невозможность достичь глубокой очистки от примесей органического характера. Экстракция основана на распределении растворенного вещества между двумя нес меши вающимися жидкостями. Экстракционные методы разделения водных растворов, содержащих органические вещества, нашли широкое применение . С развитием физической химии значительно углубились знания относительно механизма экстракционного разделения. Сорбционная очистка водных растворов от органических веществ предполагает пропускание растворов через каналы с ионообменными смолами, активированными углями и другими сорбентами. Процесс сорбционного разделения водных растворов, содержащих органические вещества, подробно изложен в монографии Когановского . Биохимическая очистка основана на разделении водных растворов, содержащих органические вещества, под действием микроорганизмов. Основным фактором, определяющим длительность процесса биохимического окисления органических веществ, является скорость их разрушения на более простые метаболиты. Так, в монографии Ковалева Г. И. и других отмечается, что эффективность процессов биохимического окисления зависит от технологических показателей, характеризующих баланс источников углеродного и азотного питания, а также от наличия биогенных элементов. Картина биохимического окисления включает в себя изучение зависимости скорости химических реакций от концентрации реагирующих веществ, температуры, , концентрации фермента и наличия различных тормозящих или стимулирующих веществ. К недостаткам процесса биохимической очистки относятся длительность процесса, большие площади очистных сооружений, а также в результате биохимического окисления выделения промежуточных веществ, отравляющих воздушный бассейн. Так, например, в результате биохимического разложения веществ, находящихся в водных растворах спиртовых производств, выделяются промежуточные резкопахнущие вещества это скидол, скатол и др. Хлорирование является заключительной очисткой водных растворов и применяется с целью их дезинфекции для уничтожения патогенных бактерий и контроля над содержанием нежелательных микроорганизмов, а также их окисления. В качестве окислителя используется хлор для удаления железа и марганца, разложения органических соединений, вызывающих привкусы и запахи, и устранения аммонийного азота. Недостатком хлорирования является узкая область применения и загрязнения разделяемого раствора хлором. ОСНОВЫ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ. Классификация мембран. В зависимости от механизма разделения мембраны подразделяются на полупроницаемые и диффузионные. По механической прочности используемых материалов мембраны делятся на полимерные с анизотропной и изотропной структурой, мембраны с жесткой структурой мембраны из пористого стекла, нанесенные, динамические и др. Наибольшее распространение для процесса ультрафильтрации, электроультрафильтрации, обратного осмоса и электроосмофильтрации получили полимерные, полупроницаемые с анизотропной структурой мембраны 8, 9. К ним относятся ацетилцеллюлозные мембраны УАМ, МГА, этилцеллюлозные УГЭ, МГЭ и полисульфоноамидные УПМК, ОПМК. Ацетилцеллюлозные мембраны, имея асимметричную структуру, состоят из тонкого активного слоя и пористой подложки. Ацетилцеллюлозные мембраны позволяют обрабатывать растворы при 5 . С. В настоящее время созданы высокопроизводительные ацетилцеллюлозные композиционные мембраны УАМК, МГАК, состоящие из тонкого ацетил целлюлозного активного слоя и пористой подложки, выполненной из полисульфонового материала. Этилцеллюлозные мембраны имеют также асимметричную структуру, состоящую из тонкого слоя и пористой структуры. Эти мембраны позволяют разделить растворы в области от 1 до и в диапазоне температур до С. Однако этилцеллюлозные мембраны не нашли достаточно широкого применения ввиду их низкой производительности.