Разделение многокомпонентных водных растворов электролитов обратным осмосом

• Автор: Гутиеррес Лопес, Эдуардо Рафаэль
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Литературный обзор

1.1. Состояние проблемы разделения многокомпонентных растворов обратным осмосом

1.2. Основные закономерности разделения электролитов обратным осмосом б

1.3. Вопросы разделения многокомпонентных растворов

1.4. Влияние внешних факторов на характеристики разделения

1.5. Выводы из литературного обзора

ГЛАВА П. Экспериментальная часть

ПЛ. Описание лабораторной установки

П.2. Использованные мембраны и исследуемые

растворы
П.З. Методика проведения экспериментов и
анализов
П.4. Точность эксперимента
ГЛАВА Ш. Результаты экспериментов и их обсуждение
Ш.1. Качественный анализ влияния состава и природы
растворенных веществ на параметры разделения Ш.2. Разработка теоретической модели процесса разделения многокомпонентных растворов
Ш.З. Влияние температуры и на селективность
мембраны в многокомпонентных системах
Ш.4. Определение коэффициентов, необходимых для расчета селективности мембран промышленного
производства
ГЛАВА. У. Методика и пример расчета процесса разделения многокомпонентных растворов электролитов обратным осмосом У.. Методика расчета У.2. Пример расчета У.З. Точность методики
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это позволяет осуществлять расчет данной установки без необходимости проведения эксперимента /II /. Однако при разделении многокомпонентных растворов электролитов селективность мембраны по каждому компоненту становится непредсказуемой, и до настоящего времени отсутствует методика, позволящая осуществлять её расчет. В то же время, на практике чаще всего приходится встречаться с многокомпонентными системами, для которых, как будет показано далее, селективность по данному компоненту может сильно отличаться от её значения в индивидуальном растворе. При таких обстоятельствах расчет аппарата для разделения данной смеси нуждается в осуществлении эксперимента. Ситуация осложняется, если состав исходного раствора постоянно меняется, как может происходить для случая сточных вод. Ввиду этого главной целью настоящей работы явилась разработка методики, позволяющей рассчитать селективность по каждому компоненту в смеси электролитов, исходя из известных величин селективности в индивидуальных растворах (и в конечном счете, исходя из паспортных характеристик мембран). Работа выполнена на кафедре процессов и аппаратов химической технологии Московского химико-технологического института имени Д. И.Менделеева, под руководством к. Кочарова Р. Как было сказано ранее, на практике чаще всего приходится встречаться с разделением многокомпонентных систем. Например, при очистке сточных вод обратный осмос может быть использован как последняя стадия очистки. Сточные воды всегда являются многокомпонентными системами, содержащими ряд органических и неорганических примесей в зависимости от вида данного производства. Например, обратный осмос может быть использован в очистке сульфатных стоков целлюлозно-бумажных предприятий /2/; в очистке сточных вод производства калийных удобрений /I#; в переработке жидких радиоактивных отходов /Е4/, Лб/ и в других. Обратный осмос находит также широкое применение в процессе опреснения соленых и солоноватых вод, которые тоже являются многокомпонентными системами, содержащими смесь растворенных солей. Например, морская вода характеризуется наличием в ней всех элементов, имевдихся в составе земной коры. Концентрация солей в воде различных морей и океанов не постоянна, а меняется в зависимости от выпадения осадков и интенсивности испарения, наличия впадающих рек и количества вносимой ими воды. Поэтому воды различных морей и океанов отличаются как по своему содержанию солей, так и по их составу, как показано в табл. Солевой состав морской воды (%) (по данным //). Ма ? Опреснение морской воды обратным осмосом широко используется для обеспечения питьевой водой экипажей на судах //. Большое применение находит обратный осмос и в опреснении природных солоноватых вод (солесодержание которых составляет примерно 0,5%). В году в Мексике находились в работе больше опреснительных установок обратного осмоса, которые обеспечивают пресной водой несколько тысяч жителей далеких районов страны / 1 /. С расширением областей применения обратного осмоса и возрастанием количества опреснительных установок возрастает необходимость точного математического описания этого процесса. Далее будем говорить о состоянии теоретического описания процесса обратного осмоса. Процесс обратного осмоса заключается в фильтровании раствора через полупроницаемую мембрану, которая пропускает растворитель и задерживает полностью или частично растворенное вещество. Для осуществления процесса со стороны концентрированного раствора необходимо создавать давление, величина которого должна превышать осмотическое давление системы / 2 /'. Обычно применяемое на практике рабочее давление составляет 2- МПа. В качестве мембран чаще всего используются полимерные пленки, которые должны обладать следующими свойствами: высокой разделяющей способностью, высокой удельной производительностью, химической стойкостью к действию сред разделяемой системы, механической прочностью, низкой стоимостью. Выбор того или иного материала должен зависеть от характеристик разделяемой среды. Наиболее широкое применение находят анизотропные мембраны из ацетатцеллюлозы.