Выбор мембраны

При выборе мембраны следует исходить из того, что она должна обладать максимальной удельной производительностью при селективности, обеспечивающей выполнение требований к качеству пермеата (соответствие санитарным нормам или нормам на техническую воду, допустимым потерям растворенного вещества и т. п.). Кроме того, мембрана должна обладать высокой химической стойкостью по отношению к разделяемому раствору.

При работе в нейтральных растворах наибольшее распространение получили ацетатцеллюлозные мембраны, которые характеризуются хорошими разделительными свойствами, но не являются химически стойкими в щелочных и сильнокислых средах (рабочий диапазон 3< pH< 8). Поскольку растворы NH₄ Cl укладываются в этот диапазон, последующий выбор проводим из ацетатцеллюлозных мембран.

ион Cl^- - ∆ Н=352 кДж/моль

∆ Н_с.г.= =335, 1 кДж/моль

Рассчитаем истинную селективность для мембраны МГА-100:

lg(1-φ _и) = 6, 70-3, 215 lg335= -1, 401

lg(x) = -1, 401 1- φ _и=0, 0396 φ _и= 0, 960;

МГА95:

lg(1-φ _и) = 3, 47-1, 844 lg335= -1, 1769

lg(x) = -1, 1769 1- φ _и=0, 9665 φ _и= 0, 933;

МГА 90:

lg(1-φ _и) = 2, 67- 1, 420 lg335= -0, 8186

lg(x) = -0, 8186 1- φ _и=0, 1518 φ _и= 0, 877;

МГА 80:

lg(1-φ _и) = 1, 00-0, 625 lg335= -0, 575

lg(x) = -0, 575 1- φ _и=0, 2660 φ _и=0, 734;

средняя концентрация x₂= x_1н(1-k^{-(1-φ) / φ)}) / (1-k^{-1/ 0, 734)}) = 0, 0028 кг

L_п=L_н(1-k^-1/φ))= 3, 33(1-1, 975^{-1/ 0, 734)})=2, 012 кг/с

расход соли с исходным раствором:

L_н x_1н=3, 33*0, 008=0, 0266кг/c

L_пx₂=0, 0266*0, 0028=0, 0056 кг/c, что составит: 21, 05%

полученное значение больше допустимого (10%), поэтому рассмотрим следующую мембрану МГА-90:

x₂= x_1н(1-k^{-(1-0, 877) / 0, 877)}) / (1-k^{-1/ 0, 877)}) = 0, 0013 кг соли раствора

L_п=L_н(1-k^-1/φ))= 3, 33(1-1, 975^{-1/ 0, 877)})=1, 78 кг/с

расход соли с исходным раствором:

L_н x_1н=3, 33*0, 008=0, 0266кг/c

потери соли с пермеатом:

L_пx₂=1, 78*0, 0013=0, 0023 кг/c, что составит: 8, 7%

это значение находится в пределах допустимого (10%), поэтому для дальнейших расчетов принимается мембрана МГА-90, имеющая селективность по NH₄Cl φ _и=0, 877 и удельную производительность по воде G₀=3, 0*10^-3 кг/ (м²*с)