Wykład 3 Wydajność procesów membranowych,...
Transcript of Wykład 3 Wydajność procesów membranowych,...
![Page 1: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/1.jpg)
Wykład 3
Wydajność procesów
membranowych, moduły
membranowe
![Page 2: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/2.jpg)
Wydajność procesów membranowych
Membrany
mikroporowate
Membrany
homogeniczne
• Ciśnienie
transmembranowe
• Grubość membrany
• Rodzaj membrany
• Rodzaj roztworu
• Stężenia składników
• Grubość membrany
![Page 3: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/3.jpg)
Trudności techniczne w stosowaniu
technik membranowych
Polaryzacja stężeniowa
Adsorpcja
Fouling i Scaling
Deformacja porów
![Page 4: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/4.jpg)
Polaryzacja stężeniowa
![Page 5: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/6.jpg)
Konsekwencje polaryzacji stężeniowej
• spadek przepływu rozpuszczalnika, wywołany
zwiększonym ciśnieniem osmotycznym roztworu
w warstwie przymembranowej,
• wytrącanie się na powierzchni membrany
osadów określonych substancji po przekroczeniu
ich rozpuszczalności.
• Fouling membran
![Page 7: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/7.jpg)
Fouling na powierzchni
membrany
![Page 8: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/8.jpg)
Scaling na powierzchni membrany
• Wytrącania związków nieorganicznych
Krzemionka na membranie do RO CaCO3 na membranie do RO
![Page 9: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/9.jpg)
Sposoby ograniczania polaryzacji
stężeniowej i foulingu
• zmniejszenie ciśnienia transmembranowego,
• zmniejszenie stężenia substancji organicznych w
oczyszczanym roztworze,
• stosowanie optymalnej temperatury,
• stosowanie ciśnień pulsacyjnych,
• stosowanie okresowego mycia membrany -
hydraulicznego (płukanie wsteczne) lub
chemicznego,
![Page 10: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/10.jpg)
Sposoby ograniczania polaryzacji
stężeniowej i foulingu
• wymuszanie przepływu turbulentnego,
• użycie ultradźwięków,
• wprowadzenie do materiału membrany grup
jonoczynnych o ładunku zgodnym z
ładunkiem filtrowanej substancji,
• •koagulacja - usuwanie substancji
koloidalnych i drobnozdyspergowanych,
• zmiękczanie -usuwanie soli Ca 2+ i Mg2+
![Page 11: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/11.jpg)
Moduły membranowe i sposoby
prowadzenia strumieni
• 1. Moduł rurowy (mała gęstość upakowania, przepływ turbuletny)
• 2. Moduł kapilarny zespół (duża gęstość upakowania, przepływ
laminarny)
• 3. Moduł płytowy (prosta konstrukcja, mała gęstość upakowania,
straty ciśnienia przy zawracaniu przepływu)
• 4. Moduł spiralny (prosta konstrukcja, duża gęstość upakowania,
trudności z czyszczeniem)
![Page 12: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/12.jpg)
Wymagania stawiane modułom
membranowym
• zapewniać korzystne warunki hydrodynamiczne, tak aby
składniki zatrzymywane na membranie były z niej ciągle
usuwane, tak by utrzymana była wysoka wydajność
procesu,
• szczelność pomiędzy rozdzielanymi strumieniami
permeatu i koncentratu,
• duży stosunek powierzchni membran do objętości modułu,
• krótki czas przebywania roztworu,
• łatwość mycia i sterylizacji,
• niskie koszty eksploatacji,
• niskie koszty własne,
• duża odporność membran na działanie czynników
chemicznych, fizycznych i biologicznych.
![Page 13: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/13.jpg)
Konstrukcje dostępnych modułów membranowych
opierają się na dwóch podstawowych formach membrany:
• płaskiej
• rurowej
Konfiguracje modułów membranowych:
• moduły płytowo-ramowe,
• moduły spiralne,
• moduły rurowe,
• moduły kapilarne,
• moduły z włókien kanalikowych (hollow-fibre)
(czasami ta konfiguracja zaliczana jest do kapilarnej).
![Page 14: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/14.jpg)
Moduł Rurowy
![Page 15: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/16.jpg)
Moduł Płytowy
![Page 17: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/17.jpg)
Moduł Kapilarny
![Page 18: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/18.jpg)
Moduł spiralny
![Page 19: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/19.jpg)
Moduł
Rurowy
Kapilarny
Płytowy
Spiralny
Metoda
RO
PV
GS
ED
D
UF
MF
![Page 20: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/20.jpg)
Współprąd Przeciwprąd
Prąd krzyżowy Odpływ swobodny
cross-flow dead - end
Prowadzenie strumieni w modułach membranowych
![Page 21: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Wykład 3 Wydajność procesów membranowych, modułybeta.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_3.pdf · 3 na membranie do RO . Sposoby ograniczania polaryzacji stężeniowej](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022022802/5c7708b309d3f25d028c3abe/html5/thumbnails/22.jpg)