新型分离技术习题解答——第3章(5)

新型分离技术习题解答——第3章

cAV 1 92% +cBV 1 95% +cCV 1 90%

5 g/L c

V

∵ cAV 1 92% cBV 1 95% cCV 1 90% 2 g/L V V V

10 0.08 14 0.05 17 0.1

0.64 0.64 5

∴ 0.35

10 0.0814 0.0517 0.1 =0.40、 =0.35、 =0.85

222

3-8用管式纳滤膜浓缩低分子量蛋白质，该管式膜直径为1.5cm，对蛋白质的截留率为100％，水的渗透系数为4.35 L/(m2·h·bar)。操作压力为40bar，原料流量为3.6 m3/h，流速为2m/s下，将原料中蛋白质浓度从1％（质量）浓缩至20％。试计算所需膜面积。该条件下存在浓差极化现象。蛋白质溶液的渗透压为

0.7C1.2，扩散系数为D蛋白质＝5×10-10m/s。

解：蛋白质溶液的粘度及密度分别用：

N s/m2 10 3exp 0.00244c2 g/cm 2.54 10c 1.00

3

3

2

当质量分数为1%时，溶液黏度为0.001N s/m，密度为1g/cm3，直径为1.5cm，流速为2m/s ∴Re

ud1000 2 0.015 0.001

30000 5000 Sc 2000 0.001 D1000 5 10 10

D5 10 10 0.750.330.750.33

∴k 0.04ReSc 0.04 30000 2000 3.73 10 5 dh0.015

∵通量J 3.6

3.6 0.01

3.42m3/h

0.2

J

cm cbexp v

k

1.22

∴联立各式： 0.7cm ，解方程组得：S JJv 118m

Jv Lp p

S JJv

3-9采用反渗透法脱盐，将水中的含盐量从5000ppm （以NaCl计）降低到300ppm。已知膜的水渗透系数为30 L/(m2·h·MPa)，在ΔΡ＝1.5MPa，5000ppm情况下，对盐的截留率为97％。设水的流量为25m3/h，。分别计算操作压强为1.5MPa和3.0MPa下过程所需膜面积。 解：（1）：设压强为1.5MPa时溶液的回收率为 1.5，温度为常温20℃