- •1.2 Технологія виробництва нафазоліна нітрата
- •1.2.1 Санітарно-гігієнічна підготовка виробництва
- •1.2.2 Одержання води очищеної
- •1.2.3 Приготування та фільтрація розчину нафазоліна нітрата
- •1 Кг нафтизину (нафазолін нітрат), попередньо зваженого в переносній ємності на вагах в13.
- •1.2.4 Наповнення розчину у флакони та їх закупорювання
- •1.2.5 Стерилізація флаконів
- •1.2.6 Пакування, маркування та відвантаження
- •4.2.2 Вибір матеріалів для виготовлення
- •4.2.3 Порядок роботи апарата
- •4.4 Порівняльний аналіз основних показників конструкції з діючими аналогами
- •5.2.4 Вибір мембрани
- •5.1.5 Приблизний розрахунок площі поверхні мембрани
- •5.1.6 Вибір апарату і визначення основних його характеристик
- •5.1.11 Вибір насоса
- •5.1.12 Розрахунок циліндричного корпуса апарату на міцність
- •6 Рівень стандартизації та уніфікації
- •Перелік посилань
- •Довідка про пошук № бі5114.02 дп
5.2.4 Вибір мембрани
При виборі мембрани необхідно виходити з того, що вона повинна мати максимальну продуктивність (проникність) при селективності, яка забезпечує якість фільтрату.
Істинна селективність визначається співвідношенням , на відміну від спостережуваної , яка дорівнює , де – концентрації солі відповідно в розчині, що розділяється, в фільтраті і на поверхні мембрани зі сторони розчину в довільному поперечному перерізі апарата.
Істинну селективність мембран по відношенню до сильних електролітів можна розрахувати з рівняння:
,
де a та b – константи для даної мембрани при певних значеннях тиску і температури;
- середнє геометричне значення теплоти гідратації іонів, що утворюють сіль;
- валентність іону з меншою теплотою гідратації.
Для даного випадку , , [7]:
.
Розрахуємо дійсну селективність для мембрани МГА-100:
Аналогічним чином визначаємо істинну селективність для інших мембран, результати занесемо до таблиці 5.3.
Мембрана |
МГА-100 |
МГА-95 |
МГА-90 |
МГА-80 |
Значення |
0,993 |
0,977 |
0,945 |
0,814 |
Розрахунок почнемо з найбільш продуктивної мембрани МГА – 80:
Визначаємо середню концентрацію розчиненої речовини:
.
Визначаємо витрати вихідного розчину:
,
де – витрата перміату.
Визначаємо витрати солі з вихідним розчином:
Втрати солі з фільтратом:
.
У відсотках від кількості, яка міститься у вихідному розчині, втрати солі з перміатом складають:
.
Отримане значення більше допустимого (10 %), тому розглядаємо наступну за питомою продуктивністю мембрану МГА – 90.
Визначаємо середню концентрацію розчиненої речовини:
Визначаємо витрату вихідного розчину:
.
Визначаємо витрати солі з вихідним розчином:
Втрати солі з фільтратом:
.
У відсотках від кількості, яка міститься у вихідному розчині, втрати солі з перміатом складають:
.
Ця величина знаходиться в межах допустимого, тому вибираємо для подальших розрахунків мембрану МГА-90, яка має селективність і проникливість
5.1.5 Приблизний розрахунок площі поверхні мембрани
Питома продуктивність мембран по воді при розділенні зворотнім осмосом водних розчинів електролітів в загальному випадку визначається відношенням:
,
де доля вільної води в розділюваному розчині;
константа для даної мембрани у визначеному діапазоні змін тиску і температури;
в’язкість перміату;
перепад робочого тиску через мембрану;
осмотичний тиск розділюваного розчину біля поверхні мембрани;
осмотичний тиск перміату.
При концентруванні електроліту, не перевищуючих 0,4 води, можна вважати, що питома продуктивність по воді рівна питомій продуктивності по перміату , доля вільної води , в’язкість перміату рівна в’язкості води і не змінюється в процесі концентрування розчину.
Питома продуктивність мембрани по воді при розділенні зворотнім осмосом водяних розчинів електролітів в загальному випадку визначається співвідношенням:
,
де константа проникності мембрани по воді;
- осмотичний тиск розчину, що розділяється біля поверхні мембрани;
- осмотичний тиск перміату.
В першому наближенні знехтуємо впливом концентраційної поляризації, та будемо вважати, що осмотичний тиск на поверхні мембрани дорівнює осмотичному тиску в об’ємі розчину, що розділяється: . А також знехтуємо осмотичним тиском перміату, оскільки воно слабо впливає: .
З урахуванням цих спрощень:
.
За даними фізико-хімічними властивостями розчинів електролітів будуємо графік залежності осмотичного тиску від концентрації у розчині СaCl2 (рисунок 5.12).
За графіком знаходимо , .
Знаходимо питому продуктивність мембрани на вході розчину в апарат зворотного осмосу та на виході з нього відповідно:
;
;
Рисунок 5.12 Графік залежності осмотичного тиску від концентрації у розчині СaCl2
За графіком знаходимо , .
Знаходимо питому продуктивність мембрани на вході розчину в апарат зворотного осмосу та на виході з нього відповідно:
;
.
Тоді, в першому наближенні, середньоарифметичне цих значень, буде рівне середній питомій продуктивності:
.
Тоді робочу поверхню мембрани можемо обчислити за формулою: