Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Индикаторы ЕЭС России

Частота в ЕЭС России
Генерация и потребление (час)
План генерации и потребления
Генерация и потребление (сут)
Температура в ЕЭС России

Обратноосмотические мембраны

Когда мембраны изготовляют в лаборатории, их делают плоскими и мало внимания уделяют выбору материала. Но когда речь идет о промышленном применении, экономическая эффективность метода, определяемая в значительной степени конфигурацией мембраны и стабильностью выбранного материала, приобретает первостепенное значение.

В настоящее время на рынке имеются мембраны двух основных типов, изготовляемые из ацетилцеллюлозы (смесь моно-, ди- и триацетата) и из ароматических полиамидов.

Для ацетилцеллюлозных мембран характерна высокая удельная производительность. По форме эти мембраны подразделяются на трубчатые, листовые (спирально свернутые) и выполненные в виде полых волокон.

Полиамидные мембраны имеют более низкую удельную производительность. Их выпускают в виде полых волокон, что позволяет обеспечить максимальную площадь поверхности на единицу объема, которая примерно в 15 раз больше, чем у элементов из спирально свернутых листов.

Важно отметить, что полиамидные мембраны очень устойчивы к воздействию химических и биологических факторов, что обеспечивает большую долговечность их по сравнению с ацетилцеллюлозными мембранами, гидролиз которых неизбежен, хотя и может быть сведен к минимуму, если строго контролировать значение pH и температуру.

Имеются также мембраны, предназначенные специально для обработки морской воды. Изготовленные из тех же полимеров, они имеют более плотную структуру, которая позволяет им обессоливать в одну стадию растворы, подобные морской воде, которые содержат несколько десятков граммов солей в 1 л. С 1975 года применение полиамидных мембран из полых волокон типа В-10 послужило основой для создания нескольких установок по обессоливанию морской воды, в особенности для использования на судах.

Спирально навитые модули. В этой конструкции две мембраны навиваются на центральную трубу, по которой отводится фильтрат. Раствор, подлежащий деминерализации, протекает параллельно центральной трубе через щель, образованную прокладкой (обычно из пластмассовых сеток) между двумя активными поверхностями мембран. Фильтрат собирается внутри пористого материала и по нему движется к центральной трубе.

Используя плоские мембраны и эту технологию, можно конструировать модули, которые являются намного более компактными, чем те, которые появились на рынке впервые (т. е. плоские мембраны, покрытые пористыми слоями или мембраны, поддерживаемые трубами).

Модули из полых волокон, например Пермасеп В-9. Полые волокна могут быть соединены в толстостенный пористый цилиндр, прочность которого зависит от соотношения наружного и внутреннего диаметров. При условии, что это соотношение остается постоянным по мере того, как оба диаметра увеличиваются, механическая прочность цилиндра будет постоянна, вопреки снижению толщины стенок, что увеличивает расход воды, проходящей через стенку. Благодаря этому имеется возможность создать мембрану с максимальной площадью поверхности на единицу объема, которая в то же время способна противостоять высоким давлениям без механического усиления.

Полые волокна типа В-9 имеют наружный диаметр 85 мкм при внутреннем диаметре 42 мкм. Из 21 мкм толщины стенок только наружный слой (около 0,1 мкм) более компактной структуры обеспечивает селективное действие. Мембраны этого типа называются асимметричными. Волокна способны выдерживать рабочее давление до 2,8 МПа без повреждения. Несколько сотен тысяч волокон, сложенных в виде буквы U, монтируют внутри напорного резервуара из стекловолокна. Сырая вода под давлением распределяется радиально внутри модуля с помощью пористого или перфорированного коллектора, проходящего по всей длине модуля.

Под действием давления снаружи волокон чистая вода поступает сквозь стенки волокон в центральный канал, по которому она проходит через непроницаемую пластину из эпоксидной смолы, где закреплены свободные концы волокон. Затем вода собирается пористым диском и выводится из модуля. Концентрат собирается в пространстве между наружными поверхностями волокон и выводится через отверстие, расположенное с той же стороны модуля, где и впуск сырой воды. Модули этого типа выпускаются в большом ассортименте (различных типоразмеров и производительности).

Здесь приведены основные характеристики наиболее распространенного модуля. Обращает на себя внимание высокая производительность модуля 53 м3/сут при относительно небольшом его объеме 60 дм3.

Характеристика модулей типа «Пермасен» В-9

Длина, м                                                            1,2

Диаметр, см                                                      25

Производительность, м3/сут                        53

Солепропускание, %                                       10

Давление, МПа:

максимальное рабочее                                  2,8

допустимое обратное                                    0,35

Пределы pH                                                     4—11

Максимальная рабочая температура, °С    35



Читайте также:

Последние аварии на объектах электроэнергетики РФ

Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика