Введение.
1. Литературный обзор
1.1 Применение процесса первапорации и его особенности.
1.2 Физикохимические основы процесса и его модели
1.3 Факторы, влияющие на процесс первапорации.
1.4 Типы мембран и требования к ним
1.5 Тилы мембранных модулей.
1.6 Основные выводы и постановка задачи исследования
2. Экспериментальная часть.
2.1 Лабораторная установка
2.2 Методика проведения эксперимента
2.2.1 Приборы и материалы.
2.2.2 Свойства применяемых мембран и рабочих смесей.
2.2.3 Подготовка мембраны.
2.2.4 Подготовка установки
2.2.5 Методика снятия показаний.
2.3 Обработка экспериментальных данных.
3. Математическое описание процессов.
3.1 Разделение бинарных смесей
3.1.1 Требования к модели.
3.1.2 Моделирование процесса
3.2. Разделение трехкомпонентных систем.
3.2.1 Моделирование процесса
3.3 Проверка адекватности и расчт погрешностей.
3.3.1 Оценка точности прямых измерений
3.3.2 Оценка точности косвенных измерений.
3.3.3 Общая оценка точности анализа данных.
4. Анализ результатов.
4.1 Разделение бинарных смесей
4.2 Разделение трехкомпонентных смесей.
4.3 Основные выводы
5. Расчет спирального мембранного аппарата для разделения
водноспиртовых смесей
5.1 Краткая характеристика мембранных аппаратов1
5.2 Технологические особенности первапорации.
5.3 Спиральный мембранный аппарат
5.4 Цель и особенности расчета спирального мембранного аппарата.
5.5 Условные обозначения.
5.6 Расчет геометрии спирального мембранного аппарата
5.7 Тепловой расчет аппарата
5.8 Расчет гидравлических сопротивлений.
5.9 Расчет расхода газаносителя
5. Алгоритм расчета.
Основные выводы и результаты работы.
Библиографический список
Приложение I .Экспериментальные данные.
Приложение 2. Методика определения концентраций компонентов по плотности и коэффициенту преломления для трехкомпонентной смеси.
Приложение 3. Расчет коэффициентов для бинарной смеси
Приложение 4. Построение графиков в симплексной системе координат.
Приложение 5. Программа расчета мембранного спирального аппарата
ВВЕДЕНИЕ
Развитие химической нефтехимической и других отраслей промышленности повышает роль процессов разделения различных жидких смесей в существующих и новых производствах. Поэтому возникает необходимость внедрения эффективных, экономичных и экологически чистых способов разделения смесей. В производствах основного органического синтеза часто возникает необходимость разделения близкокипящих азеотропных или не термостойких смесей. Использование таких традиционных методов как экстракционная и азеотропная ректификация требует громоздкого, экологически опасного оборудования, стоимость которого составляет до от затрат всего производства 1,2.
Решением этих проблем является широкое внедрение современных мембранных технологий, среди которых выделяют метод испарения через мембрану или первапорацию. Он известен с начала XX века 3, но практическое применение в промышленности нашл лишь в х годах благодаря созданию высокоэффективных полимерных мембран.
В настоящее время первапорация применяется для разделения водноспиртовых смесей дегидратация спирта, смещение равновесия химической реакции через отвод компонентов, фракционирования углеводородов в нефтепереработке, в пищевой промышленности, для опреснения воды, очистки сточных вод 1,5,6,.
В отличие от ультрафильтрации, обратного осмоса, диализа и других мембранных методов первапорация позволяет эффективно разделять вещества с близкими химическими свойствами. Использование непористых мембран снимает проблему их периодической промывки, упрощает технологический процесс.
Актуальность
- Київ+380960830922