新型分离技术习题解答——第3章(2)

新型分离技术习题解答——第3章

压力为4.0MPa、水温为25℃条件下进行实验。试初步计算透过膜的水和溶质通量值。若进水浓度为6000m/L，试计算制成水的溶质脱除率。 解：溶液的渗透压： iCRT

6000

0.082 298 2.51atm

58.5 1000

总通量：

JV LP P 2 10 8 40 2.51 7.5 10 7(L/(cm2 s))

溶质脱除率： ∵

1 R0JS/JVJSPm CSPm

R0 CSJV CSLp( p ) CSLp( p )

Pm4 10 8 1 1∴R0 [1 ] [1 ] 94.9%

Lp( p )7.5 10 7

产品水溶质浓度：Cp Cf(1 R0) 6000(1 0.949) 306mg/L ∴溶质渗透通量：

8 43

JS Pm CS 4 10(6000 306) 2.28 10mg/cms

3-4 将直径为0.86cm的管式超滤膜浸入盛有水的烧杯中，浸入水中的膜管长2.59cm，膜管内注入0.03mol/L

的葡萄糖溶液，恒温在25℃，在实验中首先将管内外的溶液和水调整到相等高度，并在大气压下保持1.62h，这时管内溶质浓度降低了0.4%，溶液总体积增加了0.35%。在再次实验中，仍将管内的溶液和水调整到相等高度，使溶液保持在大气压下，水保持在0.096MPa的负压下，放置0.49h，溶质浓度降低了0.125%，溶液总体积亦降低了0.05%，求通过超滤膜的传递系数Lp、σ、ω及σ’。 解：渗透压 RTc 8.314 298 0.03 10 0.07433MPa 实验一：

3

0.862 4 2.59 0.35%

1.29 10 7cm3/(cm2 s) ∵溶液通量Jv

0.86 2.59 1.62 36001.29 10 7 1.736 10 6-------（1） ∴Jv Lp Lp 0.07433

Jv

∵溶质通量JS

V1c1 V2c21.5037 0.03 1.5090 0.03 1 0.004 5.4132 10 13mol/(cm2 s) St0.86 2.59 1.62 3600 1000

0.03

1 1.29 10 7 0.07433 5.4132 10 13----（2） 1000

∴JS cS 1 Jv 实验二：

∵ p 0.101 0.096 0.005MPa

0.862 4 2.59 0.05%

6.08 10 8cm3/(cm2 s) ∵溶液通量Jv

0.86 2.59 0.49 3600